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adhisj

金虫 (著名写手)

[求助] 关于XRD对单晶和多晶的衍射峰的基础问题已有1人参与

如题,说实话之前只是被动的测试XRD然后用软件对比峰,相关的知识学的很欠缺。
这里想请教大家一个问题,就是XRD的峰指的就是X射线的照到了晶体的某一个晶面,然后发生了衍射。
这里有2个问题还想请教大家:希望指点一二!不胜感激
1.粉末。因为是粉末所以我想即使粉末是单晶,各个晶粒取向也不同了吧?那么XRD会出现几个峰呢?大量的粉末,每一个晶粒都是方向不同的,那么如果产生了某个角度的衍射峰,那么说明什么呢(为什么粉末随便的放置不会影响到XRD结果?)?还有就是我看到XRD的PDF卡片有一些相同的物质,但是有很多种PDF卡片,这是不是说明相同的物质,但是合成的结构不同所以很多个PDF卡片?
2.我看到文献使用XRD测试单晶铜cu(111)的薄膜,只有一个XRD衍射峰,请问这是因为什么呢?难道单晶铜就没有(100)或者(110)晶面吗?如果这个单晶铜的放置方向或者角度改变,那么XRD溅射角度会变吗?

问题很初级,还请懂得虫友不吝赐教!
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白兆山

木虫 (正式写手)

近些年来,X射线衍射仪,一般的学校都买了,换句话讲,几乎各个学校的研究生都可以做XRD,只需要去排队而已。同时,布拉格方程的形式又太简单,有高中几何知识基础,看一眼就能明白这个方程,并且,XRD图谱的形式只包含了峰高和角度。这就造成了大量的学术论文里面的XRD图谱并没有起到学术研究的作用,再换句话讲,很多跟材料相关的人都使用了XRD这种测试方法,但是XRD图谱的信息几乎没有被使用。下面我来回答你的这些问题。
1 一定要明白衍射矢量的概念,它指的就是晶面的法线方向;
2 在常规的粉末衍射过程中,衍射矢量的方向永远不会变动;
3 在常规的粉末衍射过程中,随着theta角的变动,在衍射矢量的方向上,会出现任何hkl晶面(这是因为粉末晶粒的取向是随机的),因此只要某个hkl晶面的间距d值符合布拉格方程,那么就会出现衍射峰。注意布拉格方程不是充分条件。
4 上面的3点,如果你能看懂后,请思考一下我给你出的问题,布拉格方程可以写成两种形式,一个是2dsin(theta)=n入,另一个是2Dsin(theta)=入,请告诉我,哪一个方程涵盖了密勒指数,哪一个方程涵盖了广义上的晶面指数?
WilhelmConradRontgen发现的X光如同一只蜡烛,尽管这只蜡烛的火苗在摇曳,暗淡的烛光在颤抖,但它却能找到当黑暗降临时开始蠢蠢欲动的魔鬼。
9楼2014-11-13 16:11:20
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lzh_laubert

银虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
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adhisj: 金币+5, 有帮助 2014-11-12 10:44:46
这个问题确实很初级,要好好补一补。粉末衍射就是多晶衍射,各个方向都有,所以才能看到不同晶面的衍射峰,角度对应不同的晶面间距,所以多晶你不管怎么放置,结果都是一样。单晶因为只有一个方向,所以面间距相同,自然只有一个峰,不同取向的晶体面间距不同,所以峰位也不一样。晶体如果你一个平面转动,晶体发生衍射的面没有改变,测试结果自然一样,但是,你如果把晶体放斜,方向就不一样了,峰位就会改变。手机打字不容易,多看看书,搞清楚原理就懂的怎么分析了。

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2楼2014-11-12 01:11:50
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白兆山

木虫 (正式写手)

引用回帖:
11楼: Originally posted by 胡延杰 at 2014-11-24 19:46:15
你好!请问一下怎么判断我做的粉末衍射与别人的一样还是不一样呀!谢谢了...

如果你只是用XRD图谱来证明你的样品符合你的试验结果,那么,最好找你周围懂XRD的同学或者老师帮你看一下。如果实在是找不到可以帮你的,看我哪天晚上在线,帮你看一下。
WilhelmConradRontgen发现的X光如同一只蜡烛,尽管这只蜡烛的火苗在摇曳,暗淡的烛光在颤抖,但它却能找到当黑暗降临时开始蠢蠢欲动的魔鬼。
12楼2014-11-25 09:07:29
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gyliu

铁杆木虫 (职业作家)

看一点粉末衍射基本原理方面的资料就明白了

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3楼2014-11-12 09:44:30
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adhisj

金虫 (著名写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by lzh_laubert at 2014-11-12 01:11:50
这个问题确实很初级,要好好补一补。粉末衍射就是多晶衍射,各个方向都有,所以才能看到不同晶面的衍射峰,角度对应不同的晶面间距,所以多晶你不管怎么放置,结果都是一样。单晶因为只有一个方向,所以面间距相同, ...

非常感谢!
还有一事不明请指教:
如下图,画的是铜的(111)单晶,不知道我画的对不对,我看到我们这边的测试,使用的是Cu(111)面,是不是指的就是和我下面的图一样,铜的(111)面水平朝上呢?
以这种方式放置的铜单晶,按照你的说法,只有一种晶面间距?是这样的吗?
关于XRD对单晶和多晶的衍射峰的基础问题
2014-11-12_114420.png

4楼2014-11-12 10:47:12
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adhisj

金虫 (著名写手)

内容已删除
5楼2014-11-12 10:59:44
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lzh_laubert

银虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

引用回帖:
4楼: Originally posted by adhisj at 2014-11-12 10:47:12
非常感谢!
还有一事不明请指教:
如下图,画的是铜的(111)单晶,不知道我画的对不对,我看到我们这边的测试,使用的是Cu(111)面,是不是指的就是和我下面的图一样,铜的(111)面水平朝上呢?
以这种方式放置的铜 ...

你画的是011面,不是111面。的确只有一个面间距。

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6楼2014-11-12 23:23:31
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lzh_laubert

银虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
adhisj: 金币+3, 有帮助, 太感谢! 2014-11-13 09:42:19
一种放置方式对应一个方向,单晶只能看到一个峰。对于立方结构的晶体来说,肯定是单峰,对于非立方结构,往往在晶体生长中晶胞对倒下来,那么这样001方向就和100,010等价,如果abc不相等,就会测出来3个峰,但是角度比较接近。

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7楼2014-11-12 23:32:30
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lzh_laubert

银虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★
adhisj: 金币+2, 有帮助, 太感谢! 2014-11-13 09:42:23
你的晶体测试平面是001,x射线就在001面发生反射或者称之为衍射,肯定就不会测出其他面呀。两点面有45度夹角。。。

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
8楼2014-11-12 23:36:49
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adhisj

金虫 (著名写手)

引用回帖:
9楼: Originally posted by 白兆山 at 2014-11-13 16:11:20
近些年来,X射线衍射仪,一般的学校都买了,换句话讲,几乎各个学校的研究生都可以做XRD,只需要去排队而已。同时,布拉格方程的形式又太简单,有高中几何知识基础,看一眼就能明白这个方程,并且,XRD图谱的形式只 ...

非常感谢您的精彩回答!!
的却是这样,之前我也是只管测试,现在发现我必须要了解才能分析数据了!
对于您提到的最后的问题,我想是第一个方程包含了广义的晶面指数,后一个指的是不含公因子的米勒指数。
不知道我的理解对吗?
另外,我还有一个菜鸟级问题,还请您指点,多谢!!!
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=8153795
10楼2014-11-13 18:33:44
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