材料分析-X射线衍射 (XRD )分析.ppt

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1、概述第一节X射线物理学基础第二节晶体学基础第三节X射线衍射的概念及几何理论第四节衍射仪法第五节结构因子和消光规律第六节衍射指数的标注第七节物相分析第一章X射线衍射(XRD)分析一．正空间点阵二．倒易点阵第二节晶体学基础Oxyz晶体的点阵结构晶体：物质点（原子、离子、分子）在空间周期排列构成固体物质。结构基元：在晶体中重复出现的基本单元；在三维空间周期排列；为简便,可抽象几何点晶体是由微观粒子（原子、离子、分子或原子团）在三维空间中呈周期排列而构成的。为了讨论方便，用几何点代替上述质点，称为结点。

2、由结点在三维空间有规律地、周期排列而成，反映晶体结构特征的空间几何图形称为空间点阵。任取一结点作为座标原点，并在空间三个方向上选取重复周期a,b,c，这三个重复周期矢量称为基本矢量。一．正空间点阵1基本概念由基本矢量构成的平行六面体称为单位晶胞，br在三个方向上重复即可建立整个空间点阵。如将空间点阵中各点阵点换上具体内容--结构基元(原子、离子、分子、基团等），即得到具体的晶体结构。晶体结构=空间点阵+结构基元空间点阵仅是晶体结构的几何抽象，只表示结构基元在空间的分布，无物质内容。按照点阵对称性

3、,可将自然界的晶体划分为七大晶系,14种布拉菲格子,其单位格子称为布拉菲单胞。每种布拉菲格子用布拉菲单胞的三个基矢作为标志，基矢长度a、b、c和基矢两两之间的夹角、、是用来区别各种布拉菲格子的特征常数,称为单胞参数。如：立方晶系：a=b=c，===90的简单晶胞，体心晶胞，面心晶胞；四方晶系：a=bc，===90的简单四方晶胞；六方晶系：a=bc，==90,=120的简单六方晶胞。2空间点阵的划分——布拉菲格子1.所选择的平行六面体的特性应符合整个空间点阵的特

4、征，并应具有尽可能多的相等棱和相等角。2.平行六面体中各棱之间应有尽可能多的直角关系。3.在满足1,2时,平行六面体的体积应最小。根据上述原则，证明仅存在14种不同的晶格（或点阵），称做布拉菲点阵，按对称性可分为7个晶系。布拉菲（Bravais）规则(7)面心斜方(F)babcag三斜晶系triclinicabc,abg901abcabcaa单斜晶系monoclinicabc,b=g=90aSimpleBase-centered23abab斜方晶系Orthorhombica

5、bc,a=b=g=90SimpleBase-centeredBody–centeredFace-centered4567Ca=bc,a=b=90,g=120六方晶系Hexagonalac8aaaaa三方(菱形)晶系Rhombohedral9a=b=c,a=b=g90acaaca1011四方晶系Tetragonala=bc,a=b=g=90Body-centeredSimpleaaaaaaaaa立方晶系(Cubicsystem)a=b=c,a=b=g=90SimpleBody-

6、centeredFace–centered121314七个晶系的晶格参数a=b=c,a=b=g=90a=bc,a=b=g=90abc,a=b=g=90a=b=c,a=b=g90a=bc,a=b=90,g=120abc,b=g=90aabc,abg90立方六方四方三方斜方单斜三斜7个晶系及其所属的布拉菲点阵晶系点阵常数布拉菲点阵点阵符号晶格内结点数结点坐标立方a=b=cα=β=γ=90º简单立方体心立方面心立方PIF124000000,1/21/21/20

7、00,1/21/20,1/201/2,01/21/2正方(四方)a=b≠cα=β=γ=90º简单正方体心正方PI12000000,1/21/21/2斜方a≠b≠c简单斜方体心斜方底心斜方面心斜方PICF1224000000,1/21/21/2000,1/21/20000,1/21/20,1/201/2,01/21/2简单晶胞：晶胞内仅含1个结点；复杂晶胞：晶胞内含1个以上结点。7个晶系及其所属的布拉菲点阵（续)晶系点阵常数布拉菲点阵点阵符号晶格内结点数结点坐标菱方(三方)a=b=cα=β=γ≠9

8、0º简单菱方R1000六方a=b≠cα=β=90ºγ=120º简单六方P1000单斜a≠b≠cα=γ=90º≠β简单单斜底心单斜PC12000000,1/21/20三斜a≠b≠cα≠β≠γ≠90º简单三斜P1000简单立方：仅在单胞的八个顶点上有结点，由于顶点上每个结点分属于邻近的八个单胞，每个单胞含结点数：个，坐标(0,0,0)；体心立方：单胞中心的结点属于这个单胞所有，单胞所含结点数：2个，坐标(0,0,0),(1/2,1/2,1/2)；面心立方：六面体的每个面的中心含有一个结点,和相邻的另