第2章X射線(xiàn)衍射方向ppt課件.ppt

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1、第一篇材料X射線(xiàn)衍射分析第一章X射線(xiàn)物理學(xué)基礎(chǔ)第二章X射線(xiàn)衍射方向第三章X射線(xiàn)衍射強(qiáng)度第四章多晶體分析方法第五章物相分析及點(diǎn)陣參數(shù)精確測(cè)定第六章宏觀殘余應(yīng)力的測(cè)定第七章多晶體織構(gòu)的測(cè)定1第二章X射線(xiàn)衍射方向本章主要內(nèi)容第一節(jié)晶體幾何學(xué)簡(jiǎn)介第二節(jié)布拉格方程第三節(jié)X射線(xiàn)衍射法2第一節(jié)晶體幾何學(xué)簡(jiǎn)介一、14種布喇菲點(diǎn)陣晶體中原子在三維空間規(guī)則排列的抽象圖形稱(chēng)空間點(diǎn)陣?？臻g點(diǎn)陣中的陣點(diǎn)不限于原子由基本矢量a、b、c構(gòu)成的平行六面體稱(chēng)為單位晶胞，如圖2-1所示布喇菲晶胞的選擇原則：最能反映點(diǎn)陣對(duì)稱(chēng)性；a、b、c相等數(shù)目最多；?、?、?盡可能是直角布喇菲晶胞的

2、特點(diǎn)是幾何關(guān)系和計(jì)算公式最簡(jiǎn)單圖2-1單位晶胞3一、14種布喇菲點(diǎn)陣自然界的晶體可劃分為7個(gè)晶系，每個(gè)晶系中最多有4種點(diǎn)陣，在7大晶系中只有14種布喇菲點(diǎn)陣1.立方晶系a=b=c，?=?=?=90?圖2-2晶系及布喇菲點(diǎn)陣aaaaaa簡(jiǎn)單立方體心立方aaa面心立方第一節(jié)晶體幾何學(xué)簡(jiǎn)介4一、14種布喇菲點(diǎn)陣2.正方晶系a=b?c，?=?=?=90?續(xù)圖2-2晶系及布喇菲點(diǎn)陣簡(jiǎn)單正方體心正方acaaca第一節(jié)晶體幾何學(xué)簡(jiǎn)介5一、14種布喇菲點(diǎn)陣3.正交晶系a?b?c，?=?=?=90?續(xù)圖2-2晶系及布喇菲點(diǎn)陣abcabcabcabc簡(jiǎn)單正交底心正交體

3、心正交面心正交第一節(jié)晶體幾何學(xué)簡(jiǎn)介6一、14種布喇菲點(diǎn)陣4.菱方晶系5.六方晶系a=b=c，?=?=??90?a=b?c，?=?=90?，?=120?續(xù)圖2-2晶系及布喇菲點(diǎn)陣120?aac簡(jiǎn)單六方簡(jiǎn)單菱方?aaa??第一節(jié)晶體幾何學(xué)簡(jiǎn)介7一、14種布喇菲點(diǎn)陣6.單斜晶系a?b?c，?=?=90???續(xù)圖2-2晶系及布喇菲點(diǎn)陣?abc簡(jiǎn)單單斜底心單斜?abc第一節(jié)晶體幾何學(xué)簡(jiǎn)介8一、14種布喇菲點(diǎn)陣6.三斜晶系a?b?c，??????90?續(xù)圖2-2晶系及布喇菲點(diǎn)陣abc???簡(jiǎn)單三斜第一節(jié)晶體幾何學(xué)簡(jiǎn)介9二、晶體學(xué)指數(shù)1.晶向指數(shù)晶體點(diǎn)陣中的陣點(diǎn)

4、按一定周期排列，可將點(diǎn)陣分解為任意方向上的、且相互平行的結(jié)點(diǎn)直線(xiàn)簇，陣點(diǎn)等距分布在這些直線(xiàn)上。用晶向指數(shù)[uvw]表示一簇直線(xiàn)，其確定方法如圖2-3所示。若已知直線(xiàn)上任意兩點(diǎn)坐標(biāo)分別為，(X1Y1Z1)和(X2Y2Z2)則有圖2-3晶向指數(shù)的確定第一節(jié)晶體幾何學(xué)簡(jiǎn)介10二、晶體學(xué)指數(shù)2.晶面指數(shù)可將點(diǎn)陣分解為任意取向的、相互平行的結(jié)點(diǎn)平面簇，不同取向的平面簇具有不同特征。用晶面指數(shù)(hkl)表示一簇平面，hkl為其在3個(gè)坐標(biāo)軸上截距倒數(shù)比(見(jiàn)圖2-4)，即圖2-4晶面指數(shù)的確定第一節(jié)晶體幾何學(xué)簡(jiǎn)介11二、晶體學(xué)指數(shù)3.六方晶系指數(shù)用三指數(shù)表示六方晶

5、系的晶面和晶向時(shí)，其缺點(diǎn)是不能直觀地顯示等同晶面和等同晶向關(guān)系。如(100)、(010)和(10)是等同三個(gè)柱面，[100]、[010]、[110]實(shí)際上是等同晶向上述晶面和晶向若用四指數(shù)可分別表示為，(100)、(010)、(100)，和[20]、[20]、[110]，它們則具有明顯的等同性，可分別歸屬為{100}晶面族和?110?晶向族，見(jiàn)圖2-5第一節(jié)晶體幾何學(xué)簡(jiǎn)介1111111121212二、晶體學(xué)指數(shù)3.六方晶系指數(shù)若晶面用三指數(shù)表示時(shí)為(hkl)，則相應(yīng)的四數(shù)指為(hkil)，四指數(shù)中前三個(gè)指數(shù)只有兩個(gè)是獨(dú)立的，它們之間的關(guān)系為i=-(

6、h+k)有時(shí)將i略去，表示為(hk?l)圖2-5六方晶系的晶體學(xué)指數(shù)[20]11[110]2第一節(jié)晶體幾何學(xué)簡(jiǎn)介13二、晶體學(xué)指數(shù)3.六方晶系指數(shù)四軸晶向指數(shù)確定方法見(jiàn)圖2-6。三指數(shù)[UVW]和四指數(shù)[uvtw]之間的按以下關(guān)系互換U=u–t,V=v–t,W=wu=(2U–V)/3v=(2V–U)/3t=-(u+v)w=W圖2-6六方晶系的晶向指數(shù)第一節(jié)晶體幾何學(xué)簡(jiǎn)介14三、簡(jiǎn)單點(diǎn)陣的晶面間距公式1.正交晶系(2-3)2.正方晶系(2-4)3.立方晶系(2-5)4六方晶系(2-6)第一節(jié)晶體幾何學(xué)簡(jiǎn)介15第二節(jié)布拉格方程X射線(xiàn)與原子內(nèi)受束縛較緊的

7、電子相遇時(shí)產(chǎn)生的相干散射波，在某些方向相互加強(qiáng)，而在某些方向相互減弱，稱(chēng)這種散射波干涉的總結(jié)果為衍射X射線(xiàn)學(xué)以X射線(xiàn)在晶體中的衍射現(xiàn)象作為基礎(chǔ)，衍射可歸結(jié)為衍射方向和衍射強(qiáng)度兩方面的問(wèn)題衍射方向可由勞埃方程或布拉格方程的理論導(dǎo)出勞埃方程在本質(zhì)上解決了X射線(xiàn)衍射方向的問(wèn)題，但難以直觀地表達(dá)三維空間的衍射方向布拉格定律將晶體的衍射看成是晶面簇在特定方向?qū)射線(xiàn)的反射，非常簡(jiǎn)單方便16一、布拉格方程的導(dǎo)出如圖2-7，在LL1處為同相位的一束單色平行X射線(xiàn)，以?角照射到原子面AA上，在反射方向到達(dá)NN1處為同光程；入射線(xiàn)LM照射到AA晶面的反射線(xiàn)為MN，入

8、射線(xiàn)L1M1照射到相鄰晶面BB的反射線(xiàn)為M2N2，它們到達(dá)NN2處的光程差?=PM2+QM2=2dsin?若X射線(xiàn)波長(zhǎng)為?