第四章多晶体分析方法工程材料大都在多晶形式下使用，故多晶体Ｘ射线分析法具有重大实用价值。所用样品大多为粉晶（粉末），故常称“粉末法”。德拜－谢乐照相法（早期）衍射仪法（近期）第一节粉末法一、德拜相机试样为圆柱形，用粉末物质粘合而成，也可是多晶体细丝，其直径为0.2-1.0mm、长约10mm。图4-1德拜相机示意图底片有三种安装法直径一般为57.3mm或114.6mm图4-2底片安装法a）正装法b）反装法c）偏装法二、德拜相的误差及修正（1）试样吸收误差‰金属材料对Ｘ射线吸收比较强烈，使照射深度一般不超过20μm‰衍射线有一定的宽度，如果测量的是弧对外缘距离2L外缘，则有如下关系：222LL外缘=0+ρ图4-3试样吸收误差22LL0=外缘−2ρ（2）底片伸缩误差‰如果相机直径制造不准确，或底片未紧贴相机内腔，或底片在显影及干燥过程中收缩或伸长，则将使2πR有误差，从而影响θ角的准确度。42θL=360°2πR90°1θ=2Lπ2R图4-4德拜相机的几何关系三、立方系物质德拜相的计算通过对德拜相的测量和计算，可以获得物相、点阵类型和点阵参数等方面的初步资料，学习者也可以此来掌握X射线衍射分析的基础知识。以d值为根据，它是从θ计算得的，而θ又需通过弧对距离2L计算。在进行测量之前，需判别底片是属于正装、反装还是不对称装法，并区分低角区和高角区。通常底角线条较窄且清晰，附近的背底较浅，高角线条则相反。θ角特别高的线条，能看到分离的Kα双线。计算步骤：（1）对各弧对标号（2）测量有效周长C有效（3）测量并计算弧对间距（4）计算θ（5）计算d（6）估计各线条的相对强度值I/I1（7）查卡片图4-5德拜相得测量如果物质属立方晶系，尚可用简单的方法标注晶面指数，判别点阵类型和计算点阵参数。根据布拉格公式2dsinθ=λ，或者sinθ=λ/(2d)，那么对于立方系：da=H222++KLλsinθ=()HKL222++2aλ2sin2222θ=++()(HKL)4a2λ2sin2222θ=++()(HKL)4a2λ2对于同一底片上同一物质的衍射线条，因4a2为常数，故有：222222222222sinθθθ1:sin2:sin3⋅⋅⋅=(HKL1+11+):(HKL2+22+):(HKL3+33+)⋅⋅⋅即掠射角正弦的平方比等于干涉面指数平方和之比。图3-5三种点阵晶体衍射线的分布三种常见点阵的晶体经系统消光后所呈现的衍射线分布状况，其中m=H2+K2+L2。从结构因数的计算可知，对于简单立方点阵，面指数平方和之比是1:2:3:4:5:6:8:9:10···体心立方点阵应为2:4:6:8:10:12:14:16:18···，或者是1:2:3:4:5:6:7:8:9···面心立方点阵应为3:4:8:11:12:16:19:20:24···，或者是1:1.33:2.67:3.67:4:5.33:6.33:6.67:8···按此，在算出sin2θ之连比后，容易判别物质的点阵类型。要判别简单立方与体心立方点阵，如果线数目多于七根，则间隔比较均匀的是体心立方，而出现线条空缺的为简单立方，因为后者不可能出现指数平方和为7，15，23等数值的线条。当衍射线数较少时，可以头两根线的衍射强度作为判别。由于相邻线条θ角相差不大，在衍射强度诸因数中，多重性因数将起主导作用。简单立方头两根线的指数分别为100及110，而体心立方则为110与200。100与200的多重性因数为6，110的多重性因数12，故简单立方花样中第二线应较强，而体心立方花样中第一线应较强。根据指数平方和的连比，按照线条的顺序就不难标注出相应的指数。指标化过程中尚可利用结构因数的知识以减少错误。点阵参数计算：立方系晶面间距公式为adH=222++KL取任一晶面间距及相应的面指数均可求得点阵参数值。用不同的晶面所算得的数值应基本相同，但其中以高指数（高θ角）所得的比较准确。第二节Ｘ射线衍射仪Ｘ射线衍射仪已广泛用于科研部门、厂矿及实验室，并在各主要测试领域中取代了照相法。衍射仪测量具有方便、快速、精确等优点，它是进行晶体结构分析的主要设备。衍射仪与电子计算机的结合，使操作、测量及数据处理基本上实现了自动化。Ｘ射线衍射仪由Ｘ射线发生器、测角仪、辐射探测器、记录单元或自动控制单元等部分组成，其中测角仪是仪器的中心部分。一、Ｘ射线测角仪当试样和计数