2017X射线衍射及物相分析实验报告写法

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实验报告内容：文中红体字部分请删除后补上自己写的内容班级学号姓名

综合实验X射线衍射仪的使用及物相分析

实验时间，地点

一、实验目的

1.了解x射线衍射仪的构造及使用方法；

2•熟悉x射线衍射仪对样品制备的要求；

3•学会对x射线衍射仪的衍射结果进行简单物相分析。

二、实验原理

（X射线衍射及物相分析原理分别见《材料现代分析方法》第一、二、三、五章。）三、实验设备

Ultima IV型变温全自动组合粉末多晶X射线衍射仪。

（以下为参考内容）

X衍射仪由x射线发生器、测角仪、记录仪等几部分组成

阴极窗口（灯

丝）星焦罩

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□

7/ 0命

图1热电子密封式X射线管的示意图

图1是目前常用的热电子密封式X射线管的示意图。阴极由钨丝绕成螺线形，工作时通电至白

热状态。由于阴阳极间有几十千伏的电压，故热电子以高速撞击阳极靶面。为防止灯丝氧化并保证电

子流稳定，管内抽成 1.33 x 10-9〜1.33 x 10-11的高真空。为使电子束集中，在灯丝外设有聚焦罩。阳极靶由熔点高、导热性好的铜制成，靶面上被一层纯金属。常用的

金属材料有Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, V等。当高速电子撞击阳极靶面时，便有部分动能转化为X 射线，但其中约有99%各转变为热。为了保护阳极靶面，管子工作时需强制冷却。为了使用流水冷却和操作者的安全，应使X射线管的阳极接地，而阴极

则由高压电缆加上负高压。x射线管有相当厚的金属管套，使X射线只能从窗口射出。窗口由吸收系数较低的Be片制成。结构分析用X射线管通常有四个对称的窗口，靶面上被电子袭击的范围称为焦点，它是发射X射线的源泉。用螺线形灯丝时，焦点的形状为长

方形（面积常为1mr x 10mm，此称为实际焦点。窗口位置的设计，使得射出的X射线与

靶面成60角（图2）,从长方形的短边上的窗口所看到的焦点为1mr T正方形，称点焦点，在长边方向看则得到线焦点。一般的照相多采用点焦点，而线焦点则多用在衍射仪上。

图2在与靶面成6角的方向上接收X射线束的示意图

自动化衍射仪采用微计算机进行程序的自动控制。图3为日本生产的Ultima IV型变

温全自动组合粉末多晶X射线衍射仪工作原理方框图。入射X射线经狭缝照射到多晶试样上，衍射线的单色化可借助于滤波片或单色器。衍射线被探测器所接收，电脉冲经放大后进人脉冲高度分析器。信号脉冲可送至计数率仪，并在记录仪上画出衍射图。脉冲亦可送至计数器（以往称为定标器），经徽处理机进行寻峰、计算峰积分强度或宽度、扣除背底等处理，并在屏幕上显示或通过打印机将所需的图形或数据输出。控制衍射仪的专用微机可通过带编码器的步进电机控制试样（e）及探测器（2 e）进行连续扫描、阶梯

扫描，连动或分别动作等等。目前，衍射仪都配备计算机数据处理系统，使衍射仪的功能进一步扩展，自动化水平更加提高。衍射仪目前已具有采集衍射资料，处理图形数据，查找管理文件以及自动进行物相定性分析等功能。

物相定性分析是X 射线衍射分析中最常用的一项测试，衍射仪可自动完成这一过程。

首先，仪器按所给定的条件进行衍射数据自动采集，接着进行寻峰处理并自动启动程序。

当检索开始时，操作者要选择输出级别（扼要输出、标准输出或详细输出），选择所检索的数据库（在计算机硬盘上，存贮着物相数据库，约有物相

176000种，并设有无机、有机、合金、矿物等多个分库），指出测试时所使用的靶, 扫描范围，实验误差范围估计，并输入试样的元素信息等。此后，系统将进行自动检索 匹配，并将检索结果打印输出。

图3_Ultima IV 型 变温全自动组合粉末多晶 X 射线衍射仪工作原理方框图

四、试样准备

实验所测样品如下：

（三种样品的已知信息， 制备方法，形态尺寸，选用样品托的高度，放置方法等。） 样品1:

样品2：

样品3：

（参考资料：衍射仪一般采用块状平面试样，它可以是整块的多晶体，亦可用粉末

压制。粉末样品应有一定的粒度要求， 这与德拜相机的要求基本相同（颗粒大小约在1-10 口 n ）数量级。粉末过 200-325目筛子即合乎要求），不过由于在衍射仪上摄照面积较 大，故允许采用稍粗的颗粒。根据粉末的数量可压在的深框或浅框中。压制时一般不加 粘结剂，所加压力以使粉末样品压平为限，压力过大可能导致颗粒的择优取向。当粉末 数量很少时，可在平玻璃片上抹上一层凡士林，再将粉末均匀撒上。）

五、实验过程

1 •教师演示X 射线衍射仪的操作过程;

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（选用扫描角度范围为：扫描速度为：等等）

2•对已备好样品进行衍射，获取样品的衍射图；

3•学生对衍射结果进行物相分析。

六、实验结果与分析

1•处理曲线，粘贴结果（样品的衍射图）

2•对衍射结果进行物相分析，得出结论并说明理由。

（可能存在的误差及原因）

七、（小结，体会，收获，实验过程及分析中存在问题，不懂之处等）