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XRD一些问题

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-07-20
核心提示:XRD能做什么?
   XRD能做什么?
 
  A: XRD (X 射线衍射) 是目前研究晶体结构 (如原子或离子及其基团的种类和位置分布, 晶胞形状和大小等) 最有力的方法. XRD 特别适用于晶态物质的物相分析。晶态物质组成元素或基团如不相同或其结构有差异, 它们的衍射谱图在衍射峰数目、角度位置、相对强度以至衍射峰形上就显现出差异。通过检查样品的 X 射线衍射图以及与已知的晶态物质的 X 射线衍射谱图的对比, 便可以完成样品物相组成和结构的定性鉴定; 通过对样品衍射强度数据的分析计算, 可以完成样品物相组成的定量分析. XRD 还可以测定材料中晶粒的大小或其排布取向 (材料的织构)以及材料中应力测量等, 应用面十分普遍、广泛。目前XRD主要适用于无机物,对于有机物应用较少。
 
  做XRD有什么用途啊,能看出其纯度?还是能看出其中含有某种官能团?
 
  X射线照射到物质上将产生散射。晶态物质对X射线产生的相干散射表现为衍射现象,即入射光束出射时光束没有被发散但方向被改变了而其波长保持不变的现象,这是晶态物质特有的现象。
 
  绝大多数固态物质都是晶态或微晶态或准晶态物质,都能产生X射线衍射。晶体微观结构的特征是具有周期性的长程的有序结构。晶体的X射线衍射图是晶体微观结构立体场景的一种物理变换,包含了晶体结构的全部信息。用少量固体粉末或小块样品便可得到其X射线衍射图。
 
  如何由XRD图谱确定所做的样品是准晶结构?XRD图谱中非晶、准晶和晶体的结构怎么严格区分?
 
  三者并无严格明晰的分界。
 
  在衍射仪获得的XRD图谱上,如果样品是较好的"晶态"物质,图谱的特征是有若干或许多个一般是彼此独立的很窄的"尖峰"(其半高度处的2θ宽度在0.1°~0.2°左右,这一宽度可以视为由实验条件决定的晶体衍射峰的"最小宽度")。如果这些"峰"明显地变宽,则可以判定样品中的晶体的颗粒尺寸将小于300nm,可以称之为"微晶"。晶体的X射线衍射理论中有一个Scherrer公式,可以根据谱线变宽的量估算晶粒在该衍射方向上的厚度。
 
  非晶质衍射图的特征是:在整个扫描角度范围内(从2θ 1°~2°开始到几十度)只观察到被散射的X射线强度的平缓的变化,其间可能有一到几个最大值;开始处因为接近直射光束强度较大,随着角度的增加强度迅速下降,到高角度强度慢慢地趋向仪器的本底值。从Scherrer公式的观点看,这个现象可以视为由于晶粒极限地细小下去而导致晶体的衍射峰极大地宽化、相互重叠而模糊化的结果。晶粒细碎化的极限就是只剩下原子或离子这些粒子间的"近程有序"了,这就是我们所设想的"非晶质"微观结构的场景。非晶质衍射图上的一个最大值相对应的是该非晶质中一种常发生的粒子间距离。介于这两种典型之间而偏一些"非晶质"的过渡情况便是"准晶"态了。
 
  如何计算晶胞体积?比如说我想计算二氧化锆四方晶相的晶胞体积,甚至是各个晶胞参数,怎么用这个软件来具体处理一下呢?
 
  首先,你要有相应的晶体学方面的知识。这些软件是为我们处理一些晶体学上的一些问题服务,所以,你不能抛开晶体学去使用软件。有了一些必要的晶体学知识之后,你再去学习使用这些软件,这样你才能看懂help里的内容。对于你现在所讲的这个晶胞体积的问题,实际上也就是晶胞参数精确测定的问题,因为晶胞参数精确测定了之后,晶胞体积自然就知道了。
 
  有什么软件能根据分数坐标画出晶体的空间结构?就是有八面体或者四面体的那种。
 
  根据晶体的结构结构数据,用diamond或atoms等专业的晶体结构绘图软件便可画出晶体的空间结构。
 
  "要重视特征线",那么什么是特征线?"同一个物相可能有多套衍射数据,但要注意有的数据是被删除的",这是什么意思?
 
  所谓的特征线就是某物质最强而且是独有的最容易判断的线,如石英的特征线就是d=3.34?的线,在混合物中如果出现这条线,有石英的可能性就大,其它也是这样,这在混合物中查物相是很有用的。
 
  同一个物相可能有多套衍射数据是指有多个卡片的数据都是一个物相,比如石英(SiO2)从1到49卷都有数据,共有93个数据卡片,但是1-8卷15,16,33-1161,42-391等(共38个)这些卡片都是卡片库的编者已经删除的。
 
  哪里能查到文献上发表的天然产物的晶体数据?
 
  除ICSD database 和ICDD 的PDF库外,还可以在矿物数据库中和美国矿物学家晶体结构数据库中免费查到。
 
  如何将单晶数据转化为粉末的,来作为我的标准谱呢?
 
  可以利用Shape公司的软件,利用单晶数据计算粉末理论图,最新版本1.2demo版。
 
  用XRD图来精修出分子结构研究分子的性质, 收集XRD时应注意些什么?
 
  强度要高,中等强度的衍射峰强度要达到5000计数以上;衍射峰的分辨要尽可能的好;扫描范围要大,最大d值的峰不能缺失。衍射峰的强度和很多因素有关,比如样品的衍射能力,性质,还有仪器功率,测试方法,检测器的灵敏度等等。
 
  晶体的各向异性温度因子是如何定义的?
 
  晶体中的原子普遍存在热运动,这种运动在绝对零度时也未必停止。通常所谓的原子坐标是指它们在不断振动中的平衡位置。随着温度的升高,其振动的振幅增大。这种振动的存在增大了原子散射波的位相差,影响了原子的散射能力,即衍射强度。在晶体中,特别是对称性低的晶体,原子各个方向的环境并不相同,因此严格的说不同方向的振幅是不等的,由此引入了各向异性温度因子。
 
 
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