1樓：我是杜鵑
x射線衍射在晶體學、金屬學中的應用
x射線衍射現象發現後，很快被用於研究金屬和合金的晶體結構，出現了許多具有重大意義的結果。如韋斯特格倫（a.westgren）(2023年)證明α、β和δ鐵都是體心立方結構，β-fe並不是一種新相;而鐵中的α—→γ相轉變實質上是由體心立方晶體轉變為麵心立方晶體，從而最終否定了β-fe硬化理論。
隨後,在用x射線測定眾多金屬和合金的晶體結構的同時，在相圖測定以及在固態相變和範性形變研究等領域中均取得了豐碩的成果。如對超點陣結構的發現，推動了對合金中有序無序轉變的研究；對馬氏體相變晶體學的測定，確定了馬氏體和奧氏體的取向關係；對鋁銅合金脫溶的研究等等。目前 x射線衍射(包括x射線散射)已經成為研究晶體物質和某些非晶態物質微觀結構的有效方法。
在晶體學科、金屬學科中的主要應用有以下幾個方面：
（1）物相分析
是x射線衍射在金屬中用得最多的方面，又分為定性分析和定量分析。定性分析是把對待測材料測得的點陣平面間距及衍射強度與標準物相的衍射資料進行比較，以確定材料中存在的物相；定量分析則根據衍射花樣的強度，確定待測材料中各相的比例含量。
（2）精密測定點陣引數
常用於相圖的固態溶解度曲線的繪製。溶解度的變化往往引起點陣常數的變化；當達到溶解限後，溶質的繼續增加引起新相的析出，不再引起點陣常數的變化。這個轉折點即為溶解限。
另外點陣常數的精密測定可獲得單位晶胞原子數，從而可確定固溶體型別；還可以計算出密度、膨脹係數等有用的物理常數。
（3）取向分析
包括測定單晶取向和多晶的結構（如擇優取向）。測定矽鋼片的取向就是一例。另外，為研究金屬的範性形變過程，如孿生、滑移、滑移面的轉動等，也與取向的測定有關。
（4）晶粒（嵌鑲塊）大小和微觀應力的測定
由衍射花樣的形狀和強度可計算晶粒和微應力的大小。在形變和熱處理過程中這兩者有明顯變化，它直接影響材料的效能。
（5）巨集觀應力的測定
巨集觀殘留應力的方向和大小，直接影響機器零件的使用壽命。利用測定點陣平面在不同方向上的間距的改變，可計算出殘留應力的大小和方向。
（6）對晶體結構不完整性的研究
包括對層錯、位錯、原子靜態或動態地偏離平衡位置，短程有序，原子偏聚等方面的研究（見晶體缺陷）。
（7）合金相變
包括脫溶、有序無序轉變、母相新相的晶體學關係，等等。
（8）結構分析
對新發現的合金相進行測定，確定點陣型別、點陣引數、對稱性、原子位置等晶體學資料。
（9）液態金屬和非晶態金屬
研究非晶態金屬和液態金屬結構，如測定近程式參量、配位數等。
（10）特殊狀態下的分析
在高溫、低溫和瞬時的動態分析。
此外，小角度散射用於研究電子濃度不均勻區的形狀和大小,x射線形貌術用於研究近完整晶體中的缺陷如位錯線等，也得到了重視。
x射線衍射譜學是一門涉及到x射線、衍射散射、晶體學、點陣、倒易點陣、衍射指標化等等知識的現代儀器分析譜學學科。總之，不是能夠三言兩語說清楚的。你可以借閱一些相關書籍或在網上搜尋相關知識，逐步地熟悉起來。
你的如何判斷晶體是否有缺陷，具體的操作大概是：你製作出晶體樣品，在x射線譜儀上測定得到x射線衍射譜（xrd)，解析這個xrd譜，可以獲得具體的應用。
2樓：任念愛
當單一波長的x-射線通過晶體時，會在記錄儀上看到分立的斑點或譜線，而同一條件下攝取的非晶體圖譜中看不到分立的斑點或明銳的譜線。
（參考：人教版高中化學選修3 p62-p63）
晶體結構鑑定手段或方法，及各種方法的作用
3樓：匿名使用者
x射線衍射分析、紅外光譜分析x-射線粉末衍射法是利用單色x-射線照射到粉末晶體或多晶樣品上，所得的衍射圖稱為粉末圖。用粉末圖譜解決有關晶體結構等問題的方法稱為x-射線粉末衍射法;通常用debye-scherrer照相法。其優點是所需樣品少，甚至0.
1mg也可以測定，收集的衍生資料完全，儀器裝置和試驗操作簡單。另外多晶體x-射線衍射儀是記錄多晶衍射的衍射線的衍射角和衍射強度資料的儀器裝置。用衍射儀法測定衍射資料時，正確操作很重要。
制樣時需注意粉末粒度（約數微公尺），研磨過篩時特別要注意樣品是否有變化。衍射儀法準確度較高，分辨能力強，操作方便快速，可以測定某乙個或幾個衍射的強度。每一種晶體的粉末衍射圖譜，幾乎同人的指紋一樣，是特異的，它的衍射線的分布位置和強度有著特殊性的規律，因而成為物象鑑別的基礎。
它在物相鑑別、同質異形體，多晶體的定量與定性方面都起著決定性作用。在定量分析中要求光源強與穩定，可提高光源分析的靈敏度。提高光源強度關鍵在於提高管流或單位面積的有效激發頻率;因此出現了陽極旋轉和細聚焦式x-光管。
在實際工作中多用封閉式x-光管。關於光源的穩定主要是用持續管壓、管流的波動在0.1%以下，一般在0.
05%。有的儀器可達到0.01%～0.
02%所得的衍射強度需要用統計學處理。x-射線衍射法只能是指結晶態分子的指紋，而對無定型非晶態分子尚難以分析測定。在x-射線晶體學中，現在通用的布拉格公式為:
2d hkl sinθ hkl =λ，式中hkl為衍射指標 物質的分子在紅外線的照射下，吸收與其分子振動、轉動頻率一致的紅外光，利用物質對紅外光區電磁輻射的選擇吸收，對晶體的組成或結構進行定性或定量分析。可以與標準的紅外光譜比較，然後得出相應的結構資訊
如何利用x射線衍射分析法來鑑別晶態和非晶態材料?
4樓：匿名使用者
晶體和非晶態在x射線衍射中的訊號大不相同，其圖譜大不相同：
晶體：都有尖銳的衍射峰。
非晶體：沒有衍射峰，最多只有寬包。
區別晶體與非晶體最可靠的科學方法為什麼是x射線衍射實驗而不是比較是否有固定熔沸點
5樓：匿名使用者
晶體會對x射線發生衍射，而非晶體不會對x射線發生衍射。通過有無衍射現象即可確定，區分晶體與非晶體。
晶體x射線衍射學的題目幫忙解答，期末考試等著用啊~~
6樓：我是杜鵑
x射線衍射的方法
x射線衍射的方法有很多按使用樣品可分為單晶法和多晶粉末法；按記錄檢測方法可分有照相法和衍射譜儀（計算器）法。
最基本的衍射方法有三種：平板照相法、旋晶法和多晶粉末法。
平板照相法（平面底片法）
平板照相法又叫平面底片法。平板照相機（曾被稱為laue相機）的平面膠片可以感受並記錄來自一定波長x射線，如cukα輻射，作用到晶體樣品上後引發的衍射斑點圖案。樣品可以是單晶體，薄膜、壓片、纖維絲排等，樣品固定不動。
單晶體的各衍射面與入射線的夾角也各自固定不變，滿足布拉格方程的衍射線反映了各衍射面的取向方位和對稱性資訊。有記錄地若干次地變換單晶的擺放方向，根據每次衍射圖樣資訊及倒易點陣與正點陣的立體幾何關係，可以推導解析出單晶體的晶胞引數。樣品如果是無規取向的高聚物多晶，由於晶粒取向的隨機性，總有些具有晶面間距為d、晶面與波長λ的x射線掠射角為θ的晶粒的原子面網滿足布拉格方程2d sinθ=λ而形成的衍射，其衍射線集合是以λ射線為中心軸以樣品處為頂點、4θ為頂角的圓錐面，該圓錐在垂直於入射線擺放的平板底片上的感光圖案是一系列同心圓環。
每乙個圓環及其圓錐面代表乙個hkl面網（點陣面）。圓環半徑為r，底片到樣品處距離為d，則
θ=（1/2)arctg(r/d)=1/2)arctg[2r/(2d)] ,
d=λ/(2 sinθ) ,
此測定由於d值的測量誤差而使d值誤差變大。但其優點是一次實驗可獲得較多的衍射記錄。解析衍射圖案可以獲得樣品的許多結構資訊，如取向情況、結晶情況等。
聚甲醛pom的無規取向樣品（薄膜或粉末）的平板照相衍射圖案如圖，cukα線為x射線源。
由於聚合物晶體的點陣畸變和晶區分子鏈多為平行鏈的緣故，衍射強度隨2θ角的增加而迅速降低，衍射多集中在低角區。分別測得4條衍射環直徑2r的值，底片到樣品的距離d為40 mm，從而計算得晶面網晶面間距d值，列如下表。
根據衍射圖資訊和其它知識，可判斷該樣品晶體屬六方晶系；同時獲得這4條衍射環的衍射晶面網hkl指數。根據六方晶系的晶面間距計算公式：
1/[d(2)(hkl)]=(4/3)[(h^2+hk+l^2)/（a^2)]+（l^2）/（c^2）
【注：式中d(2)(hkl)意思是：d 是晶體面間距；2是平方，d的平方；hkl 是d 的腳標，hkl是hkl的小寫；注意l的小寫l與數字1的區別！】
可獲得pom晶胞的近似晶胞引數a、c（一並列如下表）
正交晶體和六方晶體的晶格引數和衍射角、衍射指數的關係式是：
正交晶體： (sinθ)^2= (λ/(2d))^2=[λ/(2a)]^2 [h^2+[（a/b）^2 ](k^2)+[（a/c）^2] (l^2)] ；
六方晶體： (sinθ)^2= (λ/(2d))^2=[λ/(2a)]^2 [(4/3)h^2+hk+k^2]+[（a/c）^2] (l^2)] 。
表 聚甲醛pom無規取向晶胞引數【注意，使用「，」隔開列。使用「；」隔開行！】
hkl , 2r/mm , d/埃, a/埃 , c/埃;
100, 34 , 3.86, 4.46 , - ;
105, 55 , 2.60, -, 17.6;
110, 68, 2.23, 4.46，-;
115,89,1.89,-17.6。
還是聚甲醛pom但卻是纖維狀結晶樣品，由於拉絲過程中的單向拉伸形成單軸擇優取向，微晶c軸取纖維軸方向，在其它軸向上是無規取向。還是平板照相法可以把纖維絲纏繞在框架上，纖維軸垂直於入射x射線豎直擺放，獲得平板衍射圖（常簡稱為纖維圖）如圖。
圖 單取向聚甲醛pom纖維平板圖（a)；層線示意圖(b)；實驗裝置示意圖（c，cukα，ni濾波）。
由衍射圖知，由於微晶擇優取向，原三維無規取向樣品衍射圖中的連續對稱的衍射圓環退化烴為斷續的圓孤段。取向程度越高，退化程度越大，園弧長度越短，直至成為斑點。再考察纖維狀樣品被垂直於纖維軸方向的x射線輻照產生衍射後在平行於纖維軸方向平面上的影像。
由於纖維微晶體存在徑向上的軸中心對稱性和在垂直於軸的平面內的面對稱性，纖維狀微晶的衍射集合則是以軸為中心軸、以入射x射線照射樣品點為頂點、以4θ為頂角的旋轉圓錐面（見圖5-16）；在x射線照射點平面的衍射圖案是頂角4θ=180°的雙向合一的圓錐底面大園，故稱為0級衍射，亦稱為赤道圓。向軸向兩個方向的由近及遠的分別稱為±1、±2、……級衍射。如果用平行於軸向的平板底片接收，除0級是一直線（稱其為赤道線）外，±1、±2、…級衍射分別呈現雙曲線狀圖案（稱為層線）。
圖5-16是把此方向定義為倒易空間的h軸或a*軸，故衍射級數分別為h=0、±1……。在這裡的pom纖維圖中，由於選擇晶體c軸平行於拉伸軸纖維軸，則在三軸正交下c*∥c（式5-29），故衍射級數分別標為l=0、±1、±2、……。綜合上述兩種情況，pom纖維既是單取向的又是棒狀中心對稱的，它的平板照相衍射圖案則是兩者的迭加：
小角度衍射是同心小園退化到赤道線上的園弧段；稍大角度的衍射是稍大的同心圓退化到與兩條雙曲線相交點（布拉格反射點）的園弧段。再大些角度的衍射也是如此，只是強度大大減弱了。它們都應該是關於x射線照射到底片上的線束中心點為對稱。
在平板底片中，設橫向的同一層上兩個對應布拉格反射點之間的直線距離為2x，縱向一對雙曲線上兩個布拉格反射點之間的距離為2y。將平板底片座標轉化為倒易空間的圓筒座標（圓柱座標），δ/λ是圓筒座標系中的以0層為原點的縱標（即hkl點陣點到0層的豎直距離），單位mm，ε/λ是點陣點 hkl所在圓柱面圓的半徑，過點hkl和中心軸的平面與入射x射線的夾角為φ，d是平板底片到樣品的距離，則有：
δ=y/[(d^2+x^2+y^2)^(1/2)] ，
ε=[2-δ^2-2(1-δ^2)^(1/2)]d/，
這種變換有利於同一單晶樣品在兩種照相法測試結果中的互換和檢驗，有利於推測和想像單晶體的倒易空間形狀。
你的問題：「由平板照相法測得結晶聚合物x=13.85mm（110）；15.
65（200）；25.82（020）；29.37（011）。
已知樣品到底片距離l=35mm，x為衍射環至中心距。若假定此結晶聚合物屬正交晶系，試求a,b,c,及d110,200,020。」
你問題裡的x是衍射環至中心距,即我回答下圖的l；我的l是表中的r,l(k)就是表中的2r。我的圓環半徑為r，底片到樣品處距離為d，d應該是你問題中的l樣品到底片距離。「d110,200,020」：
d後的是衍射指數，即：hkl的值。
由正交晶系晶面間距計算公式，可以獲得一定晶面指數hkl和d(hkl)與晶胞引數a,b,c的乙個關係式；利用三組晶面指數hkl和d(hkl)值與晶胞引數a,b,c的關係式可以獲得三個關係式，從而組成未知abc的三元方程組，可解得abc。
剩下的問題，求解、計算，你應該是會的。
正交晶體： (sinθ)^2= (λ/(2d))^2=[λ/(2a)]^2 [h^2+[（a/b）^2 ](k^2)+（a/c）^2 (l^2)] ；
使用x射線cukα光源，波長λ=1.5408a=1.5408埃，
θ（110）=（1/2)arctg(r/d)=1/2)arctg[2r/(2d)]=0.5 arctg(13.85/35)=____（弧度） ,
d（110）=λ/(2 sinθ)=1.5408/(2sinθ（110）)=_____埃；
...... 【你用計算器算一下。角度是弧度。】
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