高等结构分析第九章X射线多晶体衍射.ppt
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1、高等结构分析 第九章 X射线多晶体衍射,一 原理,样品为多晶体(粉末) 三维衍射线变成一维衍射圆锥,多晶体衍射强度的公式: 理想小晶体的衍射强度公式:,N=N1N2N3, N1、N2、N3是a、b、c方向上的晶胞数,退回到散射,在衍射极大时,要求:,其中,gk为任意整数。此时,,对应于不同的gk,可有多个极大 在衍射极小时:k=pk/Nk 式中|pk|为小于Nk的任意整数,此时:,在两个极大值之间有Nk-1个极小,实际小晶体,累积能量EHKL:,粉末样品 单位长度衍射圆弧上的积分强度IHKL:,常用衍射几何: Debye-Scherres几何,细条状样品 Bragg-Brenteno几何,平板
2、状样品,从衍射图上可得到的信息: 衍射峰的位置、强度、峰形(峰宽),二 衍射峰位置的测量和应用,1. 测量方法: 1)峰顶法、眼估法、微分法、拟合法 2)中点法 3)质心法,2. 点阵常数的测定和应用 1)依据:d和点阵常数的关系式 如:立方晶系 只要一条衍射线 不同晶系需要线数不同,2)误差分析: 要(2)小, 90,仪器因素:入射束发散度(A、D),单色性和偏振 性(F),加工与调整精度。样品表面 的粗糙度,偏心度(B),测量条件(E) 样品因素:晶粒大小,均匀性,吸收及X线透入深 度(C),多数误差在 90时 减小或趋于零,3)精密测定点阵常数方法 *外延法 横标: *最小二乘精修,4)
3、应用 固溶体组成 分子筛硅铝比的测定 离子交换机构的研究 应变和应力的测定,3. 物相定性分析及应用 (1)原理和方法:待测物的d和I/I1与参比谱比较 (2)参比谱集 1)Powder Diffraction File(PDF) JCPDS-International Centre for Diffraction Data (ICDD) (Joint Committee of Powder Diffraction Standard) 2)中科院贵阳地化所“矿物X射线粉晶鉴定手册” 3)辽宁地质局“矿物X射线鉴定表” 4)北京钢铁总院“钢和合金中常见相X射线鉴定手 册” 5)文献数据 6)自制
4、标准,(3)注意 1)d为主,I/I1为辅 2)要全对上 3)小d值,强I/I1的衍射线比较重要 4)考虑到实验灵敏度和分辨率的提高 5)多相混合物中,注意低含量相 峰少而弱,(4)应用 1)物态判断:晶态非晶态 药物多相态: 巴比妥类药物及甾体类药物有70% 磺胺类药物的40% 磺胺5甲氧嘧啶,一种为无定形、二种为水合物、 三种为晶态 头孢菌素各有810种溶剂合物 不同相态的药物,有的药性相近,有的完全不同 氯霉素,其A型是无效的,B型有效 两种不同晶型阿斯匹林,血清中水杨酸盐浓度II型大 于I型 磺胺5甲氧嘧啶在研磨时会转变为IV型,2)组成分析 催化剂剖析, 内核由Al2O3及Al2O3
5、组成,外复以NiAl尖晶石 NiAl尖晶石常用Al2O3与镍盐在1300C烧成,而 Al2O3只能在1000C以下稳定 AlOOH与Ni(NO3)2的混合物可在450C烧成NiAl尖晶 石 黑漆古铜镜 表层的衍射图含有Cu41Sn11及CuSn,还存在四个相当 强的宽弥散峰 确认弥散峰是由粒度大小约为35nm的微晶SnO2形成,3)相变研究 高温超导体YBa2Cu3O7的反应历程 升温煅烧(200C950C) (1) BaCO3+CuOBaCuO2+CO2 (2) BaCuO2+Y2O3Y2BaCuO5 (3) Y2BaCuO5+3BaCuO2+2CuO+(1/2-x)O22YBa2Cu3O7
6、-x,等温煅烧(950C) 除上述反应历程外,还存在另一历程: (1) BaCO3+Y2O3Y2BaO4+CO2 (2) Y2BaO4+CuOY2BaCuO5 (3) Y2BaCuO5+3BaCuO2+2CuO+(1/2-x)O22YBa2Cu3O7-x 后一历程开始稍后,但速度较快,它先于前一历程结束。 氯离子选择电极 由HgCl2和HgS粉末混合加压可得。电极中有红色小颗粒时性能较好。黑色原料为立方HgS,红色小颗粒为六方HgS.,三 衍射线强度的测量和应用,1. 衍射峰强度和测量 两种定义 一为峰值强度 二为积分强度,2. X射线物相定量分析与应用 1)衍射线的积分强度,2)物相定量分析
7、方法 若知KiH及 ,则从i相H衍射线的强度IiH就可求出i相在样品中的重量分数。 所有方法都是为求出或绕过这两个参数而设计 (1)外标法:以纯的待测相作为外标,(2)内标法:将某种待测样品中不包含的参比物质加 到待测样中,从此混合样衍射图上待测相的衍射线强度与参比物质衍射线强度的比值来求待测相含量的方法 参考强度比法(国内有人把它叫做K值法),若K=KiH/KsL已知,即可求出,增量法是另一种值得一提的内标法。 (3)无标法:需同时有若干个成分相同、但组成量不同的样品才能使用,3)定量相分析法应用举例 (1)结晶度的测定 朱明等用外标法测定过合成ZSM5的结晶度 取d值从12.62至3.00
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- 高等 结构 分析 第九 射线 多晶体 衍射
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