【仪器参数】
生产厂家:日本理学电机(Rigaku)
型 号: RIGAKU D/MAX 2550/PC
18KW, Cu靶
【仪器地点】西溪校区教六教学楼515-519
【收费标准】校内:①单扫一张图谱(d值,相对强度):50元/样(不包括查图分析;物相鉴定每相加30元,超过3相价格协商); ②晶胞参数测定:100元/样; ③未知样品指标化、晶系确定:500元/样; ④晶粒尺寸、晶格畸变测定:100元/样; ⑤高分子结晶度测定:250元/样; ⑥非晶态样结构分析:500元/样; ⑦阶梯扫描法测定:100元/小时; ⑧粉末法测定晶体结构、物相定量:价格面议; 校外:①100元/样(不包括查图分析;物相鉴定每相加50元,超过3相价格协商); ②晶胞参数测定:200元/样; ③未知样品指标化、晶系确定:1000元/样; ④晶粒尺寸、晶格畸变测定:200元/样; ⑤高分子结晶度测定:500元/样; ⑥非晶态样结构分析:1000元/样; ⑦阶梯扫描法测定:200元/小时; ⑧粉末法测定晶体结构、物相定量:价格面议; 【浙大校办(2000)18号】(详见浙江大学大型仪器共享管理系统, http://equip.zju.edu.cn/xin/assetinfo/view.to?ID=360)
【负责人】胡秀荣 huxiurong@zju.edu.cn
【仪器使用联系人】胡秀荣 88273491-15(办),13116747207 huxiurong@zju.edu.cn
【仪器用途】
1.物相分析:任何一个物相都有一套d(晶面间距)-I/I0特征值,两种不同物相的结构稍有差异其衍射谱中的d和I/I0将有区别。这就是应用X射线衍射分析和鉴定物相的依据。多晶X射线衍射分析法不仅能完成对样品物相组成的定性鉴定,也能完成定量的分析,是一种完整的物相分析方法。
2.测定晶态物质的晶胞参数:精确的晶胞参数数据能够反映一种物质的不同样品间在结构上的细微差异,或者一种晶体的结构在外界物理化学因素作用下产生的的微小变化。晶胞参数需由已知指标的晶面间距来计算。
3.晶体结构的测定:多晶X射线衍射分析是目前晶体结构分析的重要方法。可测定晶系、空间群、晶胞参数、晶胞中的原子数和原子位置等。
4.晶粒尺寸和微应力的测定:晶粒包含的微结构信息(晶粒尺寸,微应变等)与X射线
衍射峰宽存在对应的关系,故可以通过X射线衍射的方法提取这些信息。
5.结晶度的测定:依据晶相和非晶相散射守恒原理,采用非晶散射分离法(HWM)、计算机
分峰法(CPRM)、或近似全导易空间积分强度法(RM)测定结晶度。
【测试原理】
1. 衍射原理:当晶体被X射线照射时,晶体中各原子的散射X射线会叠加起来。当X射
线为单色时,各原子的散射X射线发生干涉,在特定的方向上产生强的X射线衍射线。当光程差2dsinθ等于波长的整数倍时散射就加强,即 2dsinθ=nλ,这个公式称为布拉格公式,式中:d—原子面的间距(晶面间距)
θ—布拉格角(入射角=反射角=θ),(称2θ为衍射角)
λ—X射线波长
n—衍射级数
在布拉格化式中,当波长λ保持不变,则可测定θ来求得晶面间距d,这是物质X射线衍射分析方法的基本原理。
2. 方法:利用晶体对X射线的衍射效应,获得多晶样品的X射线衍射图,给出一套基本数据——d-I 值 (衍射面间距和衍射强度)。根据这些数据通过专用的软件并结合晶体学、物理学、化学及相关学科知识进行物相分析(定性和定量)、计算晶胞参数、确定空间点阵型式以及测定简单金属和化合物的晶体结构等。
3. 术语
3.1 晶体:原子或原子团在三维空间的周期性排列。这里的原子或原子团就是组成晶体的最基本单元,简称结构基元;空间就是晶体的点阵空间。因此晶体可以用简单的公式表示:
晶体 = 点阵空间+结构基元
3.2 晶面指标(indices of plane in crystal):又称密勒指数(Miller indices),用以表示某晶面在晶轴系中的取向,记为(hkl)。晶面指标亦即与该晶面平行的平面点阵族指标。平面点阵族指标是平面点阵在三个晶轴上的倒易截数之比,是一组互质的整数。
3.3 晶面间距(spacing betweenplanes in crystal):晶体的空间点阵可划分为若干个平面点阵族(hkl)。族内所有平面点阵都相互平行且等间距,相邻二个点阵面之间的垂直距离,称为点阵面间距或晶面间距,用d(hkl)或用简写d表示,其常用单位是“埃”(Angstrom, Å)。晶面间距既与晶胞参数有关,又与晶面指标有关。
3.4 衍射强度:衡量晶体对X射线衍射强弱的物理量,是晶体衍射的两要素之一。它既与衍射方向有关,又与晶胞中原子的分布有关。衍射hkl的衍射强度I为:
IHKL=K|FHKL|
FHKL :衍射HKL的结构因子
Fj:原子散射因子,表示散射能力大小,与晶胞中原子种类有关
(xj,yj,zj):第j 个原子的坐标
(HKL):所观察的衍射线的面指数
|FHKL|:结构振幅
K:与晶体大小、入射光强度、温度、晶体对X射线的吸收以及其它一系列因素有关的参数
n:晶胞中原子的个数
【注意事项】
- 固体粉末样品:样品过200~300目筛。
- 固体块状样品: 不小于10×10mm2的光滑平面作为测试表面。