西南科技大学分析测试中心X射线衍射分析（XRD）射线衍射分析（射线衍射分析）分析测试中心孙红娟sunhongjuan@swust.edu.cn20122012-3-6西南科技大学分析测试中心引言问题科研、生产、商业和日常活动中，我们经常遇到：科研、生产、商业和日常活动中，我们经常遇到：这是一种什么物质？含有那些杂质或有害物质？这是一种什么物质？含有那些杂质或有害物质？用什么方法鉴定？什么方法鉴定？X射线衍射分析（XRD）的原理？仪器？样品？射线衍射分析（射线衍射分析）的原理？仪器？样品？XRD除物相分析还能做些什么？除物相分析还能做些什么？除物相分析还能做些什么如何从XRD所给出的数据中提取更多的信息？包括所给出的数据中提取更多的信息？如何从所给出的数据中提取更多的信息成分、结构、形成方式（条件）结晶度、晶粒度？成分、结构、形成方式（条件）、结晶度、晶粒度？等等。等等。西南科技大学分析测试中心主要内容1引言2X-射线衍射分析原理射线衍射分析原理3X-射线衍射分析应用射线衍射分析应用4小角射线散射小角X射线散射5思考题西南科技大学分析测试中心1引言1.1X射线的发现1895年伦琴（W.C.Roentgen）研究阴极射年浊伲?年伦琴）穿透力的线管时，发现阴极管能放出一种有穿透力线管时，发现阴极管能放出一种有穿透力的肉眼看不见的射线。看不见的射线肉眼看不见的射线。由于它的本质在当时是一个“未知数”故称之为X射线射线。一个“未知数”，故称之为射线。1896年，伦琴将他的发现和初步的研究结果年写了一篇论文，发表在英国的《写了一篇论文，发表在英国的《Nature》杂》志上。志上。这一伟大发现很快在医学上获得了应用——这一伟大发现很快在医学上获得了应用X射线透视技术。射线透视技术。射线透视技术1910年，诺贝尔奖第一次颁发，伦琴因射年诺贝尔奖第一次颁发，伦琴因X射线的发现而获得第一个诺贝尔物理学奖。线的发现而获得第一个诺贝尔物理学奖。西南科技大学分析测试中心与X射线及晶体衍射有关诺贝尔奖获得者射线及晶体衍射有关诺贝尔奖获得者年份学科1901物理1914物理191519171924193719541962196219641985得奖者伦琴WilhelmConralRontgen劳埃MaxvonLaue亨利.布拉格HenryBragg物理劳伦斯.布拉格LawrenceBragg.物理巴克拉CharlesGloverBarkla物理卡尔.西格班KarlManneGeorgSiegbahn戴维森ClintonJosephDavisson物理汤姆孙GeorgePagetThomson化学鲍林LinusCarlPanling肯德鲁JohnCharlesKendrew化学帕鲁兹MaxFerdinandPerutzFrancisH.C.Crick、JAMESd.Watson、生理医学Mauriceh.f.Wilkins化学DorothyCrowfootHodgkin霍普特曼HerbertHauptman化学卡尔JeromeKarle鲁斯卡E.Ruska物理宾尼希G.Binnig罗雷尔H.Rohrer布罗克豪斯B.N.Brockhouse物理沙尔C.G.Shull内容X射线的发现晶体的X射线衍射晶体结构的X射线分析元素的特征X射线X射线光谱学电子衍射化学键的本质蛋白质的结构测定脱氧核糖核酸DNA测定青霉素、B12生物晶体测定直接法解析结构电子显微镜扫描隧道显微镜中子谱学中子衍射19861994西南科技大学分析测试中心1.2X-射线的性质射线的性质肉眼不能观察到，但可使照相底片感光、①肉眼不能观察到，但可使照相底片感光、荧光板发光和使气体电离；和使气体电离；能透过可见光不能透过的物体；②能透过可见光不能透过的物体；这种射线沿直线传播，在电场与磁场中不偏转，③这种射线沿直线传播，在电场与磁场中不偏转，在通过物体时不发生反射、折射现象，过物体时不发生反射、折射现象，通过普通光栅亦不引起衍射；衍射；这种射线对生物有很厉害的生理作用。④这种射线对生物有很厉害的生理作用。西南科技大学分析测试中心（1）X射线的波动性）射线的波动性X射线的本质是一种电磁波，它具有波粒二象性。即它射线的本质是一种电磁波，它具有波粒二象性波粒二象性。射线的本质是一种电磁波波动性，粒子性。既具波动性又具有粒子性既具波动性，又具有粒子性。X射线的波动性表现在它以一定的波长和频率在空间传射线的波动性表现在它以一定的波长和频率在空间传射线的波长范围为0.01～100?，介于射线和紫播。X射线的波し段?射线的波长范围为～，介于γ射线和紫外线之间。外线之间。西南科技大学分析测试中心（2）X射线的粒子性）射线的粒子性X