晶格常数的测定
xrd晶格常数
xrd晶格常数
【最新版】
目录
1.晶格常数的定义
2.XRD 晶格常数的测量方法
3.XRD 晶格常数的应用
4.结论
正文
一、晶格常数的定义
晶格常数（Lattice Constant）是指晶体中原子、离子或分子之间的空间距离。
在晶体结构中，原子以一定的规律排列，形成周期性的空间格子，晶格常数就是描述这个空间格子的大小。
晶格常数通常用晶胞参数（Cell Parameters）来表示，包括晶胞的边长、夹角等参数。
二、XRD 晶格常数的测量方法
X 射线衍射（X-ray Diffraction，简称 XRD）是一种常用的测量晶格常数的方法。
在 XRD 实验中，一束单色 X 射线照射到晶体样品上，X 射线与晶体内部的原子发生相互作用，产生衍射。
衍射后的 X 射线在探测器上形成一个衍射图样。
通过对衍射图样的分析，可以计算出晶格常数。
三、XRD 晶格常数的应用
XRD 晶格常数在材料科学研究中有着广泛的应用，主要包括：
1.确定晶体结构：通过测量晶格常数，可以判断晶体样品的晶体结构，如晶胞类型、空间群等。
2.计算原子坐标：根据晶格常数和已知的原子间距，可以计算出原子在晶胞中的精确坐标。
3.分析材料性能：晶格常数与材料的力学性能、磁性、电导率等性能密切相关，因此通过测量晶格常数，可以分析和预测材料的性能。
4.研究晶体生长：通过测量不同生长条件下晶体的晶格常数，可以研究晶体生长过程和生长机制。
四、结论
XRD 晶格常数是描述晶体结构的重要参数，其测量和应用对于材料科学研究具有重要意义。
ti3c2 晶格常数
ti3c2 晶格常数晶格常数是描述晶体结构的重要参数之一。
在晶体中，原子或离子按一定的规则排列，形成了一个有序的结构。
晶格常数就是描述晶体中原子或离子排列的空间周期性的参数。
ti3c2晶格常数即指的是钛炭化物（Ti3C2）晶体的晶格常数。
钛炭化物是一种具有特殊结构和优异性能的二维材料，其晶格常数对于研究其性质和应用具有重要意义。
ti3c2晶格常数的测定可以通过实验方法和理论计算方法来获得。
实验方法主要包括X射线衍射和电子衍射技术。
X射线衍射是一种常用的结晶学分析方法，通过测量晶体衍射的角度和强度，可以得到晶格常数的信息。
电子衍射技术则是通过照射电子束使晶体发生衍射现象，从而获得晶格常数的数值。
理论计算方法主要包括密度泛函理论（DFT）和第一性原理计算。
密度泛函理论是一种基于量子力学原理的计算方法，可以通过求解Schrödinger方程来得到晶体的能量、电子结构和晶格常数等信息。
第一性原理计算则是基于量子力学理论和电子结构理论，通过计算晶体的能量和力学性质来获得晶格常数。
ti3c2晶格常数的测定可以通过实验方法和理论计算方法相结合，以提高结果的准确性和可靠性。
通过测定和计算得到的晶格常数可以用于进一步研究该材料的结构和性质，并为其在能源存储、电子器件等领域的应用提供基础数据。
除了晶格常数，ti3c2的晶体结构还包括晶胞参数、晶胞体积、晶格对称性等。
晶胞参数是描述晶体结构的另一个重要参数，它包括晶格常数和晶胞的几何形状。
晶胞体积是晶胞的体积，它与晶格常数以及晶体的对称性有关。
晶格对称性描述了晶体结构中原子或离子的排列规律，它决定了晶体的物理和化学性质。
ti3c2晶体的晶格常数和晶体结构对其性质和应用具有重要影响。
晶格常数的大小和变化可以直接反映晶体的结构和稳定性。
晶体结构的改变会导致晶体的物理和化学性质的变化，进而影响其在材料科学和工程中的应用。
ti3c2晶格常数是描述钛炭化物晶体结构的重要参数之一，其测定可以通过实验方法和理论计算方法来获得。
晶格常数的精确测定
晶格常数的精确测定① 为什么要精确测定晶格常数？ ② 造成晶格常数误差的原因有哪些？ ③ 用哪些衍射线计算晶格常数误差较小？为什么？ ④ 如何获得精确的晶格常数？晶格常数的精确测定1. 晶格常数精确测定的原理； 2. 衍射仪法的主要误差来源； 3. 外推法精确测定晶格常数； 4. 精确测定晶格常数应用举例；1.晶格常数精确测定的原理• 点阵常数是晶体物质的重要参量，它随物质的化学成分和 外界条件（温度和压力）而发生变化。
• 在金属与合金材料的研究过程中所涉及到的许多理论和实 际应用问题，诸如，晶体物质的键合能、密度、热膨胀、 固溶体类型、固溶度、固态相变、宏观应力等，都与点阵 常数变化密切相关。
• 所以可通过点阵常数的变化揭示上述问题的物理本质及变 化规律。
但是，在这些过程中，点阵常数的变化一般都是 很小的（约为 10-4Å 数量级），因此必须对点阵常数进行 精密测定。
1.晶格常数精确测定的原理Sialon的结构图 1. SiO2–Si3N4–Al2O3–AlN等温截面图(1700 ℃ )¾α-Sialon: MxSi12-(m+n) Alm+n OnN16-n 等轴晶系，硬度高 ¾β-Sialon:Si6-ＺAlＺOＺN8-Ｚ,0<z<4.2 六方晶系 ,强度高，韧性好 ¾O‘-Sialon :Si2-xAlxＯ1+x N2-x(0<x≤0.3) 抗氧化性优异1.晶格常数精确测定的原理2θ: 26.512°/100; 20.076 °/76; 37.051 °/501.晶格常数精确测定的原理如何分辨Si2N2O和O′-Sialon？Si2N2O; 2θ: 26.512°/100; 20.076 °/76; 37.051 °/50 O′-Sialon , 2θ: 26.461°/100; 19.956 °/73; 37.020 °/731.晶格常数精确测定的原理1.晶格常数精确测定的原理1.晶格常数精确测定的原理a=λ2sin θH 2 + K 2 + L21.晶格常数精确测定的原理外推法精确测定晶格常数的基本原理• 将布拉格公式λ＝2dsinθ微分，得 衍射仪法Δλ = 2Δd sin θ + 2d cosθ ⋅ ΔθΔλ Δd = + ctgθ ⋅ Δθ d λΔλ=0Δd = −ctgθ ⋅ Δθ d¾当θ接近 90°， ctgθ趋向 0 ，由 θ的误差产生的d值误差趋向于0。
晶胞参数的测定
晶胞参数的测定晶胞参数指的是确定晶体结构的一组关键参数，通常包括晶格常数和晶胞角度。
正确测定晶胞参数对于理解晶体结构以及相关性质的研究非常重要。
本文将介绍一些常用的测定晶胞参数的方法，并探讨这些方法的精确性。
测定晶胞参数的方法主要分为实验方法和计算方法两类。
实验方法主要是通过实验手段直接测量晶体的晶格常数和晶胞角度，包括X射线衍射、中子衍射、电子衍射和红外光谱等。
计算方法则是根据晶体的结构信息，通过理论推导或计算进行计算。
X射线衍射是一种常用的测定晶胞参数的方法。
该方法利用X射线与晶体中电子的相互作用来确定晶胞参数。
首先需要通过旋转摄影技术获得测量晶体的衍射图样，然后通过衍射图样的分析计算得到晶体的晶格常数和晶胞角度。
X射线衍射具有分辨率高、准确性好的特点，可以测定晶胞参数的精确值。
中子衍射是另一种常用的测定晶胞参数的方法。
中子衍射与X射线衍射原理类似，也是通过中子与晶体中原子核的相互作用来测定晶胞参数。
与X射线相比，中子的相互作用更多地受到原子核的散射影响，因此能够提供更多的信息。
中子衍射需要借助中子源，包括核反应堆和中子发生器等，因此实验条件更为复杂，但是能够得到更准确的晶胞参数信息。
电子衍射是测定晶胞参数常用的方法之一，特别适用于纤维状和表面薄层晶体的测定。
电子衍射通过电子束与晶体中原子的相互作用来测定晶胞参数，可以获得与中子衍射类似的信息。
电子衍射实验简单，仪器成本低，常用于非晶态样品或晶体的肌理分析。
红外光谱通过测量光谱吸收来间接获得晶体的晶格常数信息。
红外光谱是基于物质分子在吸收红外波长的辐射时，分子中的化学键发生振动的现象。
晶体中原子之间通过共价键结合，因此晶体的振动频率与晶格常数存在一定的关联。
通过观察晶体的红外吸收峰位移以及其强度变化，可以推测晶格常数的变化。
计算方法是测定晶胞参数的另一个重要途径。
计算方法主要是通过理论推导或计算来获得晶体的晶胞参数。
例如，基于密度泛函理论的第一性原理计算方法能够通过电子结构计算来获得晶体的晶胞参数。
氯化钠的晶格常数
氯化钠的晶格常数氯化钠是一种常见的化合物，它的晶格常数是指晶格中相邻两个原子之间的距离，是描述晶体结构的重要参数之一。
下面将介绍氯化钠的晶格常数相关知识。
一、氯化钠晶格常数的基本概念氯化钠的晶格结构是面心立方结构，即每个原子周围有六个相邻原子，晶格常数通常用a 表示，表示相邻的两个氯离子或钠离子之间的距离。
对于氯化钠来说，它的晶格常数为 5.63 ångström（即 0.563 纳米）。
二、晶格常数的测定方法氯化钠晶格常数的测定方法多种多样，其中最为常见的是 X 射线衍射法。
通过将 X 射线照射在晶体表面，利用晶格对射线的散射效应，可以测定晶格常数。
三、影响晶格常数的因素晶格常数受多种因素的影响，主要包括下面几点：1. 原子半径：原子半径越大，晶格常数也越大，反之则越小。
2. 倍半距：晶体中具有禁止区域，称为“倒格子”，在该区域内不能容纳电子。
倒格子的大小与晶体结构有关，称为“倍半距”，晶格常数也受倍半距的影响。
3. 温度：晶格常数随着温度的升高而增大，原因是因为温度升高时，原子的热运动越剧烈，晶体的扩散作用增强，晶格变得更宽松，晶格常数也就变大了。
四、晶格常数的应用晶格常数是材料学中非常重要的参数，它可以用来研究晶体结构、晶格缺陷、热膨胀性等领域。
在工业生产中，晶格常数也有着广泛的应用，如在制造半导体器件时，控制晶格常数可以减少掺杂状态的变化，从而提高器件的品质。
总的来说，晶格常数对于研究材料科学和工艺学有着重要的意义，它不仅可以用来描述晶体结构，而且对于制造高品质产品也具有重要的参考价值。
实验九用X射线测定多晶体的晶格常数
实验九用X射线测定多晶体的晶格常数X1、学习用X射线衍射作晶体分析时的基本原理和实验方法.2、掌握德拜(Debye)相法测定多晶体晶格常数.1XX射线是一种波长远比可见光小的电磁波,它是波长介于紫外线与γ射线之间的电磁波,具有能量大,波长短,穿透性强的性质,在结构分析实验中一般用波长介于0.05-0.25nm之间的X射线.实际应用的X射线管由阴极(电子源)和阳极(靶)两部分组成,在两极间加高电压使电子高速运动，到达阳极时电子具有很高的动能eU，再转换成X射线的能量。
因产生的机制不同，X射线有标识谱和连续谱之分（详见基础知识部分）一束波长为λ的X射线射到间距为d的晶体上，入射角与面族成θ角，如图9-2所示，在晶面A被原子散射，其散射波必定互相干涉，并在某特定方向形成加强的衍射线束，可以认为晶体是由一族晶面叠成的，不管各原子在晶面上如何排列，只要衍射波束在入射平面内，而且他对晶面的夹角等于入射束与晶面的夹角，则从同一晶面上各原子发出的在该方向上的衍射波位相是相同的，从图9-2中可得出，对通过M和散射的两束波在波阵面和之间的路程是相同的。
又由,,M01于入射波具有透射性，因而来自相继的晶面A和B的衍射束是相干的，当他们的光程差是波长的整数倍时得到加强而射出。
即满足关系式：2dsin,,n,（n为常数）时晶面A与B的散射波的位相一致，称为产生衍射的条件，也就是布拉格公式，它说明了X射线的基本关系。
对一波长为λ的X射线，射到间距为d的晶面族上，掠射角为θ，当满足条件n,,2dsin,时发生衍射，衍射线在晶面的的反射线方向。
因不同晶体晶面族的间距不同，就要改变掠射角以使其发生衍射，如果测出某衍射线的晶面族的掠射角θ，找出其对应的n值，就可以由布拉格公式求出该晶面族的面间距d，从而计算出晶体的晶格常数。
用一定波长的X射线标识普照射多晶体，用固定底片记录衍射线，得出衍射图象(h,k,l)与入射X射线成符合布拉格的方法叫德拜法。
利用电子衍射测量晶格常数的实验操作指南
利用电子衍射测量晶格常数的实验操作指南引言：晶体学是物质结构研究的基础，而衍射实验是晶体学研究的重要手段之一。
本文旨在为读者提供一份详细的实验操作指南，帮助读者了解如何利用电子衍射实验测量晶格常数。
第一部分：实验准备在进行电子衍射实验之前，需要做一些实验准备工作。
首先，检查仪器设备的完好性，并确保电子衍射仪的位置调整准确。
接下来，准备好待测晶体样品，并仔细清洁样品表面，以确保准确的实验结果。
第二部分：实验步骤1. 将待测晶体样品放置在电子衍射仪的样品台上，并使用夹子固定好。
2. 调整电子束的强度和聚焦度，确保电子束的稳定性和清晰度。
3. 选择合适的衍射模式，可以通过调整入射角度和衍射器角度来实现。
注意，选择合适的衍射模式对于测量晶格常数至关重要。
4. 打开衍射仪的检测系统，并调整探测器的位置和参数，以获得清晰的衍射图样。
5. 进行定标操作，即测量出衍射图样中多个峰的位置并计算其对应的衍射角度。
根据衍射角度和已知衍射方程，可以得到晶格常数的近似值。
6. 对衍射图样进行仔细的分析，确定主要的衍射峰并测量其对应的衍射角度。
注意，衍射图样可能会存在一些弱衍射峰，需要排除它们对测量结果的干扰。
7. 根据已知的衍射方程和测得的衍射角度，计算晶格常数的准确值。
同时，利用多个不同晶面的衍射峰，可以对晶体结构的对称性和取向进行进一步分析。
第三部分：实验注意事项1. 在进行电子衍射实验时，要保持实验环境的稳定性，尽量避免因外界干扰导致的误差。
2. 注意电子束的聚焦度和强度，过高或过低都可能对实验结果产生影响。
3. 在进行衍射图样分析时，要尽量排除一些杂散或弱衍射峰的干扰，以提高实验结果的准确性。
4. 注意记录实验数据的准确性，并进行合理的数据处理和分析，以获得可靠的实验结果。
结论：通过电子衍射实验，我们可以准确测量晶格常数，并对晶体的结构和性质进行详细分析。
本文详细介绍了电子衍射实验的操作指南，希望能够对读者理解和掌握电子衍射实验提供帮助。
布拉格衍射测定X射线波长和晶格常数实验报告模板
布拉格衍射测定X射线波长和晶格常数实验报告模板实验目的：本实验旨在通过布拉格衍射实验，测定X射线的波长和晶格常数，并了解布拉格衍射的原理。
实验仪器：1.X射线发生器2.双晶照相仪3.滤光片4.X射线测角仪5.薄膜样品实验原理：nλ = 2d sinθ其中，n为衍射级数，λ为X射线波长，d为晶面间距，θ为入射角。
实验步骤：1.将双晶照相仪中的滤光片调整至最佳状态，确保X射线波长的选择正确。
2.将薄膜样品固定在双晶照相仪中，调整仪器位置，使得入射角与样品表面垂直。
3.通过调整双晶照相仪中的角度，观察到衍射峰，并记录相应的衍射角度和衍射级数。
4.根据布拉格定律的数学表达式，计算X射线的波长和晶格常数。
实验结果：通过实验观察到的衍射峰的衍射角度和对应的衍射级数，得到如下两组数据（仅为示例数据）：数据组1：衍射级数：12345衍射角度：2022293845数据组2：衍射级数：12345衍射角度：1518253440根据布拉格定律的数学表达式，可以得到两组数据计算出的X射线波长和晶格常数计算结果1：X射线波长：1.54Å（Å为埃）晶格常数：3.14Å计算结果2：X射线波长：1.78Å晶格常数：3.45Å实验讨论：根据实验结果，可以发现不同数据组得到的X射线波长和晶格常数存在一定的差异。
这可能是由于实验过程中的误差以及样品的特性导致的。
在进一步分析实验数据和结果时，可以考虑进行多次实验，并对得到的数据进行统计和分析，以获得更准确的结果。
结论：通过布拉格衍射实验，我们成功测定了X射线的波长和晶格常数。
实验结果表明，X射线的波长和晶格常数与样品的特性以及实验过程中的误差有关。
因此，在进行布拉格衍射实验时，需要严格控制实验条件并进行多次实验以获得更可靠的结果。
同时，该实验也使我们深入了解了布拉格衍射的原理和应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2
1 12
ctg
2
材料研究方法
x 射线衍射分析
5. 垂直发散
入射线经过梭拉光栅后，仍有一定程度的发散 度。当梭拉光栅的垂直发散度为β 时，衍射角 的误差为：
2
1 6
ctg 2
2
材料研究方法
x 射线衍射分析
测角仪上的光路狭缝系统
如图所示，光路狭缝系统由梭拉光栏A、发散狭缝DS、
防散射狭缝SS、梭拉光栏B和接收狭缝RS组成。
材料研究方法ห้องสมุดไป่ตู้
x 射线衍射分析
6. 实验条件选择不当
实验条件选择不当，如扫描速度太快，也会 造成峰位偏移。测角仪的刻度误差和0°误差 也可包括在内。这些原因造成的误差往往不 随衍射角变化，故可用常量η表示。
材料研究方法
x 射线衍射分析
三. 精确测定晶格常数的基本原理
将布拉格公式λ＝2dsinθ微分，得
2 d sin 2 d cos
（1） （2）
d d
ctg
d d
ctg
（3）
当θ接近90°，ctgθ趋向0，由θ的误差产生的d值误 差趋向于0。
材料研究方法
x 射线衍射分析
从a0值的精度变化曲线也可以看出，当θ趋于
90°时，由Δθ引起的误差趋于0。
材料研究方法
x 射线衍射分析
1.
四. 精确测定晶格常数的一般步骤
正确选择实验条件，获取精确的粉末衍射图；
2.
3. 4. 5. 6.
对衍射图上的衍射线进行标定（指标化）；
选择高角度（θ≥60°）的衍射线计算其对应的d值； 根据算出的d值和衍射指数计算晶格常数a0,(b0,c0)； 计算对应的cos2θ； 根据求得的（a0,cos2θ）数据作a0-cos2θ图，并用直线拟合
研究固溶体的成分
研究晶体的膨胀与收缩
……。
材料研究方法
x 射线衍射分析
二. 晶格常数的误差来源
焦点位移 试样表面离轴 试样透明 平板型试样 垂直发散 实验条件选择不当
材料研究方法
x 射线衍射分析
1. 焦点位移
焦点位移——衍射仪
调整不当，线焦点不 在2θ＝180°位置。 设位移量为X，R为测 角仪半径，则由此引
材料研究方法
x 射线衍射分析
例：用图解外推法求Al（等轴晶系）在298℃的晶格常数。
辐射源：CuKα1＝1.54050Å CuKα2＝1.54434Å。计算结果见 下表。
材料研究方法
x 射线衍射分析
实例
材料研究方法
x 射线衍射分析
不同晶系晶格常数与衍射指数及对应面网间距的关系
见讲义17页表1－3
材料研究方法
x 射线衍射分析
晶格常数的精确测定
材料研究方法
x 射线衍射分析
问题
为什么要精确测定晶格常数？
造成晶格常数误差的原因有哪些？
用哪些衍射线计算晶格常数误差较小？为什么？
如何获得精确的晶格常数？
材料研究方法
x 射线衍射分析
一. 为什么要精确测定晶格常数
研究晶体结构中的化学键
外推使之与a0轴相交，此交点为修正的晶格常数。也可用最
小二乘法求（a0,cos2θ）的直线，该直线的截距即为所求。
材料研究方法
x 射线衍射分析
材料研究方法
x 射线衍射分析
材料研究方法
x 射线衍射分析
θ≥60°的衍射线很少怎么办？
采用（a0，sin
cos
2
cos
2
）数据作图外
推或用最小二乘法求直线的办法， 可以解决高角度衍射线少的问题。
当试样的吸收系数μ较小时，即使试样表面与聚
焦圆相切，也相当于有一正值的表面离轴位移，
从而使衍射角偏小。试样透明造成的误差为：
2
sin 2 2R
材料研究方法
x 射线衍射分析
4. 平板型试样
由于平板试样与聚焦圆不完全重合，因此试样上各点
的衍射线不能聚焦于一点，从而引起衍射线变宽和峰 位移动。当入射线的水平发散角α 不大时，峰位移动 为：
起的误差为
2 X R
材料研究方法
x 射线衍射分析
2. 试样表面离轴
平板试样的表面与衍射仪轴 不重合，即试样表面不与聚 焦圆相切。
设离轴位移为S，试样表面
在聚焦圆外侧为正，则由此 引起的误差为：
2
2 S cos R
聚焦圆
材料研究方法
x 射线衍射分析
3. 试样透明
返回