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X射线衍射法是干嘛用的

      X射线能够发生衍射,这种特性能够被人们所利用来进行物质检测和分析,下面我们就来介绍什么是X射线衍射分析技术,X射线衍射法能具体用来干什么。

      X射线衍射原理

      当一束单色X射线入射到晶体时,由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成,这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有相同数量级,故由不同原子散射的X射线相互干涉,在某些特殊方向上产生强X射线衍射,衍射线在空间分布的方位和强度,与晶体结构密切相关。

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      X射线衍射分析法是什么

      根据X射线穿过物质的晶格时所产生的衍射特征,鉴定物质成分与结构的方法,我们称为X射线衍射法。利用晶体对X射线的衍射效应,研究晶体的内部结构,最终确定出不同的或相同的原子在晶胞内的位置(即原子的排列方式)。

      它包括:

      ①根据晶体化学组成及其密度和晶胞参数,计算出单位晶胞内分子数,从而算出单位晶胞内各种原子的数目;

      ②对魏森堡图或回摆图进行指标化,即对照片上每一衍射点确定其晶面指标的过程,然后根据衍射系统消光的特点定出衍射群,再结合其他性质定出空间群;

      ③根据晶体的晶形、劳埃图以及某些物理性质(如压电性、旋光性等),确定出晶体的晶系和对称型;

      ④根据回摆图或旋转图测定出晶胞参数;

      ⑤根据衍射点的指标和对应每一衍射点的衍射强度,并通过对强度数据进行一系列修正,还原为结构振幅;

      ⑥再根据这许多由实验得到的结构振幅资料,或运用直接法(求出其相角),或结合晶体化学原理运用试差法(反复假设试用结构),最终确定出每个原子在单位晶胞内的坐标。

      X射线衍射技术已经成为研究粘土矿物(尤其是研究泥岩和碳酸盐岩中的粘土矿物)的最重要手段,并且也是研究各种自生矿物的重要手段,并能对泥、页岩中自生矿物和碎屑矿物做定量分析,此外还可以用于固体有机质的显微结构与变质程度的研究,这些都是其他分析手段的弱点。

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      X射线衍射法图解

      X射线衍射法研究晶体结构过程

      X射线衍射法是一种研究晶体结构的分析方法,而不是直接研究试样内含有元素的种类及含量的方法。当X射线照射晶态结构时,将受到晶体点阵排列的不同原子或分子所衍射。X射线照射两个晶面距为d的晶面时,受到晶面的反射,两束反射X光程差2dsinθ使入射波长的整数倍时,即2dsinθ=nλ(n为整数),两束光的相位一致,发生相长干涉,这种干涉现象称为衍射,晶体对X射线的这种折射规则称为布拉格规则。θ称为衍射角(入射或衍射X射线与晶面间夹角)。n相当于相干波之间的位相差,n=1,2…时各称0级、1级、2级……衍射线。反射级次不清楚时,均以n=1求d。晶面间距一般为物质的特有参数,对一个物质若能测定数个d及与其相对应的衍射线的相对强度,则能对物质进行鉴定。

      x射线衍射分析技术能用来干什么

      X射线衍射技术已经成为最基本、最重要的一种结构测试手段,其主要应用主要有以下几个方面:

      物相分析

      物相分析是X射线衍射在金属中用得最多的方面,分定性分析和定量分析。前者把对材料测得的点阵平面间距及衍射强度与标准物相的衍射数据相比较,确定材料中存在的物相;后者则根据衍射花样的强度,确定材料中各相的含量。在研究性能和各相含量的关系和检查材料的成分配比及随后的处理规程是否合理等方面都得到广泛应用。

      结晶度的测定

      结晶度定义为结晶部分重量与总的试样重量之比的百分数。非晶态合金应用非常广泛,如软磁材料等,而结晶度直接影响材料的性能,因此结晶度的测定就显得尤为重要了。测定结晶度的方法很多,但不论哪种方法都是根据结晶相的衍射图谱面积与非晶相图谱面积决定。

      精密测定点阵参数

      精密测定点阵参数 常用于相图的固态溶解度曲线的测定。溶解度的变化往往引起点阵常数的变化;当达到溶解限后,溶质的继续增加引起新相的析出,不再引起点阵常数的变化。这个转折点即为溶解限。另外点阵常数的精密测定可得到单位晶胞原子数,从而确定固溶体类型;还可以计算出密度、膨胀系数等有用的物理常数。

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