XRD 问题集锦1、我做的测试中发现掺杂后衍射峰偏移，主要是由于晶格畸变引起在另一个测试中发现衍射峰变宽， 已经排除是晶粒细化引起的， 也是由于晶格畸变引起的这就出现了问题， 同样是晶格畸变， 为什么一个引起衍射峰偏移，另一个却引起宽化另外，宽化与晶格畸变关系如下：ε=W/4tanθ，ε 是由晶格即便引起的衍射峰宽化程度，W 是晶格畸变我想知道这个公式是怎么推导出来的 跪求一解！！ ！ ！答：这个问题往往会困扰一些人，因为都是讲晶格畸变，为什么一种畸变就使峰位偏移，另一种说畸变就使峰宽化呢？我想我们可以简单地这样来理解举例来说，我们知道，纯铝的晶格常数是4.0497A，如果往其中加入镁原子，并使其形成一种固溶体，那么，根据一个俄人说的，每固溶XX 的镁，就会使固溶体的晶胞参数增大YY （具体数据请自查）我们如何来理解这一现象呢？当一个原子进入到一种晶格中后， 就会使原来的原子间距变化， 至于变大还是变小，一般要看具体情况 根据金属学教材上的说法， 这种间距变化并不只是在这个异类原子位置或附近，影响是极其深远的我们往往称为种原子间距的变化为“ 晶格畸变 ” 这种晶格畸变的大小只是随异类原子的加入量而成正比，不会因为量的变化，一会是正畸变，一会是负畸变。
因此，这一结果就使衍射峰位偏离原来的位置另一种畸变，我们往往说的是微观应变我们通常将应力分为三类，即一个晶粒内部的，几个晶粒范围内的，还有一种整个工件（测试）范围的我们往往称后者为宏观应力， 也就是我们常说的殘余应力 而把前两者合称为微观应力我们要理解这样一个事实：一个晶粒内部存在微观的缺陷，也就是说，一个晶粒由多个亚晶粒构成 （如果我们把并在一起的一双手看作是两个晶粒，那么我们还会看到一只手掌上还有什么？掌纹，由掌纹分开的每一小块就是一个亚晶，但一只手却是一个完整的（晶粒） ） 由于外力的作用，使亚晶粒产生变形一个晶粒内部，某些亚晶在某方向（衍射面HKL ）被压缩，而另一些亚晶在某方向被拉长 那个被压缩的晶格常数会怎么样呢？变小，衍射角增大， 产生的衍射线在原来的右边（高角度一边） ；相反地，那些被拉长的呢？衍射角变小，产生的衍射线出现在标准位置的左边，这样一左一右， 一高一低的两个峰的叠加结果是什么呢？衍射峰变宽了2、为什么晶粒尺寸的变化会引起X 射线衍射的峰线宽化？ 答：理想的晶体是在三维空间中无限的周期性延伸的，所以，如果不考虑仪器宽化的因素，那么理想晶体的衍射峰应该是一条线， 但是实际晶体都是有尺寸的，即，周期性不是无限的， 这就造成了由于结晶粒度引起的宽化，如果结晶粒度无限小下去，衍射峰就会宽化直至消失变成大鼓包 了，也就是非晶了。
3、细针状微晶粉末样品做XRD 重复性很差 （制作粉末衍射样品片）怎么可以避免择优取向？答：择优取向是很难避免的，只能尽力减少它的影响首先，你要将样品磨得尽量细（但要适度，要注意样品的晶体结构不要因研磨过度而受到损坏）；不要在光滑的玻璃板上大力压紧（压样时可以在玻璃板上衬一张粗糙的纸张），样品成形尽可能松一些； 制样过程中也可以掺一些玻璃粉，或加一些胶钝化一下样品的棱角当然还有其他一些方法，可以上 查找一下有关这方面的资料4、XRD 峰整体向右偏移是什么原因造成的?答：可能是离子半径小的元素取代了离子半径大的元素也可能是你制样时，样品表面高出了样品座平面，或者仪器的零点不准造成的，建议你最好用标样来修正你的数据5、衍射峰左右不对称是何原因?答：衍射仪获得的衍射峰形 （精确地说是衍射线的剖面， diffraction line profile ）是不对称的，尤其是在低角度区（2θ 1 在 Brindley 的分级中， “ 细” 表示大多数颗粒周围的吸收性质是均匀的，其差异可以忽略 (微吸收效应可以忽略 );对中等以上的颗粒，则需要考虑“ 微吸收效应 ” ;而“ 十分粗 ” 的样品，衍射实际上只局限在表面一层的晶粒，此时，粉末照片开始出现不连续的点状线， “ 粉末吸收效应 ” 等概念失去意义。
当晶粒尺寸小于 1000埃时，衍射仪就可察觉衍射线的宽化(对于粉末照相法，需晶粒小于 200～300埃才能观察到宽化 )所以，要测量到良好的衍射线，晶粒亦不宜过细，对于粉末衍射仪， 适宜的晶粒大小应在 0.1～10μ m 的数量级范围内 关于样品试片平面的准备粉末衍射仪要求样品试片的表面是十分平整的平面试片装上样品台后其平面必须能与衍射仪轴重合，与聚焦圆相切试片表面与真正平面的偏离(表面形状不规则、不平整、凸出或凹下、很毛糙等等)会引起衍射线的宽化、位移以及使强度产生复杂的变化，对光学厚度小的(即吸收大的 )样品其影响更为严重但是，制取平整表面的过程常常容易引起择优取向，而择优取向的存在会严重地影响衍射线强度的正确测量实际实验中，当要求准确测量强度时，一般首先考虑如何避免择优取向的产生而不是追求平整度通常采用的制作衍射仪试片的方法都很难避免在试片平面中导致表层晶粒有某种程度的择优取向多数晶体是各向异性的，把它们的粉末压入样品框窗孔中很容易引起择优取向，尤其对那些容易解理成棒状、鳞片状小晶粒的样品，例如云母、黄色氧化铅、 β - 铝等，对于这类样品，采用普通的压入法制作试片，衍射强度测量的重现性很差，甚至会得到相对强度大小次序颠倒过来的衍射图谱。
克服择优取向没有通用的方法，根据实际情况可以采用以下几种：使样品粉末尽可能的细，装样时用筛子筛入，先用小抹刀刀口剁实并尽可能轻压等等;把样品粉末筛落在倾斜放置的粘有胶的平面上通常也能减少择优取向，但是得到的样品表面较粗糙 ;或者通过加入各向同性物质(如 MgO，CaF2 等)与样品混合均匀，混入物还能起到内标的作用但是，对于一些具有明显各向异性的晶体样品，采用上述方法仍不可避免一定程度的择优取向;而且对于具有十分细小晶粒的金属样品，采用形变的方法 (碾、压等等 )把样品制成平板使用时也常常会导致择优取向的织构，需要考虑适当的退火处理然而，如果为了研究样品的某一特征衍射，择优取向却是十分有用的，此时，制样将力求使晶粒高度取向，以得到某一晶面的最大强度，例如在粘土矿物的鉴定与研究中， 001衍射具有特别的价值，故它们的X 射线衍射分析常在样品晶粒的定向集合体上进行，需要制作所谓“定向试片”关于样品试片的厚度样品对 X 射线透明度的影响，跟样品表面对衍射仪轴的偏离所产生的影响类似，会引起衍射峰的位移和不对称的宽化，此误差使衍射峰位移向较低的角度，特别是对线吸收系数μ值小的样品，在低角度区域引起的位移Δ (2θ )会很显著。
如果要求准确测量 2θ 或要求提高仪器分辨率能力，应该使用薄层粉末样品通常仪器所附的制作样品的样品框的厚度(1.5～2 mm) 对于所有样品的要求均已足够了制样技巧对于制样来说没有通用的一种方法，通常需依据实际情况有针对性地进行选择然而无论用何种方法，都需要满足一个前提条件——在制成样品试片直至衍射实验结束的整个过程中，必须保证试片上样品的组成及其物理化学性质和原样品相同，必须确保样品的可靠性粉末样品的制备虽然很多固体样品本身已处于微晶状态，但通常却是较粗糙的粉末颗粒或是较大的集结块，更多数的固体样品则是具有或大或小晶粒的结晶织构或者是可以辨认出外形的粗晶粒，因此实验时一般需要先加工成合用的细粉末因为大多数固体颗粒是易碎的，所以最常用的方法是研磨和过筛，只有当样品是十分细的粉末，手摸无颗粒感，才可以认为晶粒的大小已符合要求持续的在研钵或在球磨中研磨至 <360目的粉末，可以有效的得到足够细的颗粒制备粉末需根据不同的具体情况采用不同的方法对于一些软而不便研磨的物质(无机物或者有机物 )，可以用干冰或液态空气冷却至低温，使之变脆，然后进行研磨若样品是一些具有不同硬度和晶癖的物质的混合物，研磨时较软或易于解理的部分容易被粉化而包裹较硬部分的颗粒，因此需要不断过筛，分出已粉化的部分，最后把全部粉末充分混合后再制作实验用的试样。
样品中不同组分在各粒度级分中可能有不同的含量，因此对多相样品不能只筛取最细的部分来制样(除非是进行分级研究)如果样品是块状而且是由高度无序取向的微晶颗粒组成的话，例如某些岩石、金属以及蜡和皂类样品，在粉末照相法中可以直接使用，在衍射仪中也可以直接使用，不过需加工出一个平面金属和合金样品常可碾压成平板使用，但是在这种冷加工过程中常会引起择优取向，需要考虑适当的退火处理退火的时间和温度，以仅发生复原过程为原则过高的退火温度有可能导致重结晶过程的发生，某些挥发性组分的损失以及其它的物理化学的变化岩石以及金属或合金块内常常可能存在织构，为了结果的可靠，还是应该磨成粉末或锉成细屑锉制金属细屑可以用细的整形锉刀，锉刀要清洁，锉时锉程要小，力量要轻，避免样品发热，制得的锉屑还应考虑退火处理以消除锉削过程冷加工带来的点阵应力样品粉末的制备方法还可以根据样品的物理化学性质来设计，例如NaCl 粉末可以利用酒精使NaCl从它的饱和溶液中析出的办法制得，由此得到的样品衍射分析效果极佳一些样品本身的性质会影响衍射的图谱，工作时亦应予以注意例如，有些软的晶态物质经长时间研磨后会造成点阵的某些破坏，导致衍射峰的宽化，此时可采用退火处理 ;有的样品在空气中不稳定， 易发生物理化学变化 (例如易潮解、 风化、氧化、挥发等 )，则需有专门的制样器具和必要的保护、预防措施;对于一些各向异性的晶粒，采用混入各向同性物质的方法，同时还可进行内标。
制作粉末衍射仪试片的技巧粉末衍射仪要求样品试片具有一个十分平整的平面，而且对平面中的晶粒的取向常常要求是完全无序的， 不存在择优取向 (在粘土分析中有时又要求制作定向的试片 ) 制作合乎要求的衍射仪试片常用的方法通常很细的样品粉末 (手摸无颗粒感 )，如无显著的各相异性且在空气中又稳定，则可以用 “ 压片法 ” 来制作试片先把衍射仪所附的制样框用胶纸固定在平滑的玻璃片上 (如镜面玻璃，显微镜载玻片等 )， 然后把样品粉末尽可能均匀地洒入(最好是用细筛子—360目筛入)制样框的窗口中，再用小抹刀的刀口轻轻剁紧，使粉末在窗孔内摊匀堆好，然后用小抹刀把粉末轻轻压紧，最后用保险刀片(或载玻片的断口 )把多余凸出的粉末削去，然后，小心地把制样框从玻璃平面上拿起，便能得到一个很平的样品粉末的平面此法所需样品粉末量较多，约需0.4cm3 涂片法”所需的样品量最少把粉末撒在一片大小约25× 35× 1mm3 的显微镜载片上 (撒粉的位置要相当于制样框窗孔位置)，然后加上足够量的丙酮或酒精(假如样品在其中不溶解 )，使粉末成为薄层浆液状，均匀地涂布开来，粉末的量只需能够形成一个单颗粒层的厚度就可以，待丙酮蒸发后，粉末粘附在玻璃片上，可供衍射仪使用，若样品试片需要永久保存，可滴上一滴稀的胶粘剂。
上述两种方法很简便，最常用，但仍很难避免在样品平面中晶粒会有某种程度的择优取向制备几乎无择优取向样品试片的专门方法：喷雾法把粉末筛到一只玻璃烧杯里，待杯底盖满一薄层粉末后，把塑料胶喷成雾珠落在粉末上，这样，塑料雾珠便会把粉末颗粒敛集成微细的团粒，待干燥后，把这些细团粒自烧杯扫出， 分离出细于 115目的团粒用于制作试片， 试片的制作类似上述的涂片法，把制得的细团粒撒在一张涂有胶粘剂的载片上，待胶干后，倾去多余的颗粒用喷雾法制得的粉末细团粒也可以用常规的压片法制成试片或者直接把样品粉末喷落在倾斜放置的涂了胶粘剂的载片上，得到的试片也能大大地克服择优取向，粉末取向的无序度要比常规的涂片法好得多把样品粉末和可溶性硬塑料混合，用适当的溶剂溶解后，使其干固，然后再磨碎成粉所得粉末可按常规的压片法或涂片法制成试片无择优取向粘土试片的制作方法，可参考C.S.Huthison ，1974《Laboratory Handbook of Petrographic Techniques》P226，上面介绍了四种重现性较好的方法I.Bajwa 和。