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1、从X射线衍射图谱上可以得到那三个方面的信息一，谱图横坐标20,从而知道掠射角0 （入射角的余角，又称为布拉格角）。然 后就可以求得谱线对应的晶面-晶面间距d值；最后可获得晶体的长宽高几何尺 寸。布拉格条件：2d sin 0 =n入,式中，入为X射线的波长,入=1. 54056 Å 衍射的级数n为任何正整数；d和0是对应的一组数据；当X射线以掠角（）（入 射角的余角，又称为布拉格角）入射到晶体或部分晶体样品的某一具有点阵平而 间距d的原子面上时，就能满足布拉格方程或者布拉格条件，从而产生三维衍射, 衍射强度用感光照片或者闪烁接收器等进行接收、从而获得一组X射线粉末衍射 图或资料。在对
2、衍射原理进行讨论或者对衍射谱图进行解析的过程中，引入了晶 面间距d和衍射指数n的概念，于是使问题得到了简化。当把衍射指数指标化后, 在布拉格方程中，一般可只取1,即都把衍射峰看作某晶而的一级衍射峰。例 如：440衍射斑点或衍射峰可以解析为110晶面的4级衍射贡献、或者220晶面 的2级衍射贡献、或者440晶面的1级衍射贡献；待到指标化后，它只被看作 440晶面的一级衍射，如此类推。X射线衍射分析法进行物相分析时，常用照相 法和衍射仪法获得样品衍射花样。它们都要遵循衍射原理，衍射原理中最重要的 就是布拉格公式或布拉格方程。例：今有一张用CuKa辐射摄得的磚（体心立方）的粉末图样，试计算出头四根线
3、 条的相对积分强度（不计e爛和A （0）。若以最强的一根强度归一化为100,其 他线强度各为多少?这些线条的&值如下，按下表计算。线条&/(* )HKLPsin 0 JrimAfF20(0)PF2强度 归一化123420.329.236.443.6解:线条1sp/)n(X1 sH7 _ p强度nm 1归化120.3(110)122. 25015&513689.013. 96622294199.74100229.2(200)63. 164151.710691.66. 1348393544.9717336.4(211)243. 848847.18873. 63. 8366817066.893644
4、3.6(220)124. 472743.57569. 02.9105264354.8912二、谱图的谱线强度（纵标）；以粉末为样品，以测得的X-射线的衍射强度（I） 与最强衍射峰的强度（10）的比值（1/10）为纵坐标。如果是照片、感光底片的 话，就是光斑的亮度。影响衍射强度各因子的物理意义及其计算方法 衍射线的 强度能反映晶体内微观结构信息，因此进行衍射强度分析的过程也是完成晶体结 构判断的过程；衍射强度分析是衍射分析基本理论的重要组成部分。例2：试借助PDF （ICDD）卡片及索引，对表1、表2中未知物质的衍射资料作 出物相鉴定。表lod/A(0. lnm)1 /1.d/A(0. lnm)
5、1 /1 d/A(0. lnm)1 /1 3.66501.46101.06103. 171001.42501.01102.24801.31300. 96101.91401.23100. 85101.83301. 12101.60201.0810表2Od/A (0. lnm)I/I.d/A (0. lnm)I/Iid/A (0. lnm)I/Ii2.40501.26100. 93102.09501.25200. 85102.031001.20100.81201.75401.06200. 80201.47301.0210答:（1）先假设表中三条最强线是同一物质的，则d严3.17, d2二2.24,
6、 ds二3.66, 估计晶面间距可能误差范围山为3. 193. 15,d2为2. 262. 22, d3为3. 683. 64。根据山值（或d2, d3）,在数值索引中检索适当的d组，找出与ch, d2, d3 值复合较好的一些卡片。把待测相的三强线的d值和I/h值相比较，淘汰一些不相符的卡片，得到:物质卡片顺序号d/A，1待测物质3. 173. 662. 24100 8050BaS84543. 193. 692. 26100 8072因此鉴定出待测试样为B“S（2）同理（1）,查表得出待测试样是复相混合物。并山与氏两晶面检举是属于 同一种物质，而也是屈于另一种物质的。于是把d尸1.75当作也
7、，继续检索。物质卡片顺序号d/A1丨1待测物质2.031.251.75100 4020Ni48502. 031.251.75100 4221现在需要进一步鉴定待测试样衍射花样中其余线条属于哪一相。首先，从表 2中剔除Ni的线条（这里假设Ni的线条中另外一些相的线条不相重叠），把剩 余线条另列于下表中，并把各衍射线的相对强度归一化处理，乘以因子2使最强 线的相对强度为100o d,=2. 09, d2=2.40, 21.47。按上述程序，检索哈氏数值 索引中，发现剩余衍射线条与卡片顺序号为44-1159的NiO衍射数据一致。物质卡片顺序号d/A待测物质2. 091.472.40100 60（归一
8、值）40NiO4411592. 091.482. 401003060因此鉴定出待测试样为Ni和NiO的混合物。三、衍射花样，所有横标纵标信息、强度信息、谱线分布谱线组合全体搭配信息, 通俗地讲就是衍射花样，是XRD的重要信息，从中可能也可以导向对谱图进行解 析、归属谱线到晶面、推导出晶体的晶系晶型等。物相定性分析的原理：X射线 在某种晶体上的衍射必然反映出带有晶体特征的特定的衍射花样（衍射位置（）、 衍射强度I）,而没有两种结晶物质会给岀完全相同的衍射花样，所以我们才能 根据衍射花样与晶体结构一一对应的关系，来确定某一物相主要有以下三个方 面：1、当X射线波长X已知时（选用固定波长的特征X射线
9、），采用细粉末或细粒多 晶体的线状样品，可从一堆任意取向的晶体中，从每一 0角符合布拉格条件的反 射面得到反射。测出0后，利用布拉格公式即可确定点阵平面间距d、晶胞大 小和晶胞类型；2、利用X射线结构分析中的粉末法或德拜-谢乐（DebyeScherrer）法的理论基 础，测定衍射线的强度，就可进一步确定晶胞内原子的排布。3、而在测定单晶取向的劳厄法中所用单晶样品保持固定不变动（即0不变）， 以辐射线束的波长入作为变量来保证晶体中一切晶面都满足布拉格条件，故选 用连续X射线束。再把结构己知晶体（称为分析晶体）用来作测定，则在获得其 衍射线方向0后，便可计算X射线的波长X,从而判定产生特征X射线的
10、元素。例1 ： S的含量对微波法合成T12SC的影响图3所示为Ti:S:C三中粉体原料的摩尔比为2:1121以氮气为保护气，在 1150C温度下，采用微波烧结合成产物的XRD图谱(ITeMl-su3u-2030405060708020(degree)a 2.1 以 Ti、S、C 为原料,摩尔比为(a) 2Ti/S/C (b) 2Ti/l.lS/C、(c) 2Ti/1.2S/C, 以氮气为保护气，在115OC温度下，采用微波烧结合成产物的XRD图谱由图2.1可知，各原料配比中的单质元素已全部反应完全，产物的主相为 TiC,存在一定量的Ti2SC,而TizSC的衍射峰弱，表明其含量低。由于S的沸点
11、 较低，微波合成反应产生的温度很高，反应剧烈，很可能导致S的损失，因此在 原料中多添加S的量以弥补S的损失，对促进Ti2SC的合成作用不明显。相比未 添加过量S的反应产物，添加过量S的产物中TiC衍射峰强度下降，且S含量 的增加，略有增强，而Ti2SC峰的相对强度并没有明显变化。例2： Al的含量对微波法合成Ti2SC的影响图2.2所示为Ti:S:C:Al四中粉体原料的摩尔比2:121:0.10.3以氮气为保护气,在1150C温度下，采用微波烧结合成产物的XRD图谱(ITeMl_su3u一30405060708020(degree)图 2.2 以 Ti、S、C、Al 为原料，摩尔比为(a) 2Ti/1.2S/C/0.1Ak (b) 2Ti/1.2S/C/0.2Al、 (c)2Ti/1.2S/C/O.3Al,以氟气为保护气，在115OC温度下，采用微波烧结 合成产物的XRD图谱根据2.2图与2.1图对比可知，相比于未添加A1的反应产物，各产物中TiC和 TiS的衍射峰强度稍有变弱。根据添加不同含量A1的XRD图谱分析，可以发现 添加过量的A1对弱化或抑制杂相形成的作用并不明显。因此由以上结果表明， 添加适量(添加0mol)的A1有助于促进Ti2SC合成。
