第一元素 实验
实验一 XRD衍射
一、实验目的
1. 了解X射线衍射仪的结构及工作原理
2. 熟悉X射线衍射仪的操作
3. 掌握运用X射线衍射分析软件进行物相分析的方法
二.X衍射原理:
X射线在晶体中的衍射现象,实质上是大量的原子散射波互相干涉的结果。
晶体所产生的衍射花样都反映出晶体内部的原子分布规律。概括地讲,一个衍射花样的特征,可以认为由两个方面的内容组成:
一方面是衍射线在空间的分布规律,(称之为衍射几何),衍射线的分布规律是晶胞的大小、形状和位向决定
另一方面是衍射线束的强度,衍射线的强度则取决于原子的品种和它们在晶胞中的位置。
X射线衍射理论所要解决的中心问题: 在衍射现象与晶体结构之间建立起定性和定量的关系。
布拉格方程:
2dSin n
根据布拉格方程,Sin 不能大于1, 因此:对衍射而言,n的最小值为1,所以在任何可观测的衍射角下,产生衍射的条件为 <2d,这也就是说,能够被晶体衍射的电磁波的波长必须小于参加反射的晶面中最大面间距的二倍,否则不能产生衍射现象。
若将布拉格方程中的n隐含在d中得到简化的布拉格方程:
dhkldSin ,令dHKL hkl
nn
则有:2dHKLSin 2
把(hkl)晶面的n级反射看成为与(hkl)晶面平行、面间距为(nh,nk,nl) 的晶面的一级反射。面间距为dHKL的晶面并不一定是晶体中的原子面,而是为了简化布拉格方程所引入的反射面,我们把这样的反射面称为干涉面。干涉面的面指数称为干涉指数。
三、使用仪器、材料
XRD,带测试的未知材料