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楼主  发表于: 2011-05-08 05:15

 X射线多晶体衍射的发展历程之一(续2)

X射线多晶体衍射物相定型鉴定可以认为是X射线多晶体衍射的第一个重要应用。它不仅
是进行物相鉴定最方便、快捷的方法,在许多情况下还是其他方法所不能替代的,至今
仍不失其重要性,被广泛使用。

虽然早在1919年Hull即已指出将这一鉴定方法用于物相定量分析的可能,但其后很多年
定量分析并没有得到发展,直到1936年,Clark和Reynolds发表的矿粉的分析[18]才是有
意义的定量分析工作,起了促进作用。但是早期的实验方法是照相法,衍射线强度需要
测微光度计从照相底片上测量,不易测准,达不到准确度要求,且也比较麻烦,故发展
仍然不快。

粉末衍射的另一重要应用是用来做点阵常熟测定[19],因为衍射线的位置和点阵常数间
存在着一定的关系。对于立方晶系,其关系式为
           a=lambda*sqrt(H^2+K^2+L^2)/(2*sin theta)

知道了入射线波长lambda,某些衍射的衍射指数HKL及衍射角theta即可按上式求出点阵
常数a。要得准确的a,就得有准确的theta值。对于照相法,影响theta值的各种因素有
过长期的研究和讨论,Bradley和Jay系统分析过误差的来源及校正方法[20]。影响峰位
置的因素有照相机半径、底片的收缩、试样偏心、试样的吸收及入射线的发散等,这方
面的研究一直延伸到20世纪60年代。校正方法也提出过标样发[21]、Straumanis法[22]
、卷积分析底片发[23]及外推法[24,25]等多种方法。国际晶体学会晶体学仪器委员会曾
经组织过一次环球实验以确定在不同实验室测定的同一样品的点阵常数可以达到的确度
。结果由William Parrish执笔发表在Acta Crystallography, 1960, 3: 838上。

利用衍射线的线形来研究晶体的结构的原理提出的很早,1918年Scherrer即提出了衍射
线宽(beta)和晶粒尺寸(D)的关系式[26],被称为谢乐方程
           beta=K*lambda/(D*cos theta)
以后,布拉格、劳厄、*****[27]等对此作了进一步研究。而晶体中的微应变(e)与衍射
线宽度(beta)的关系是1925年由Van Arkel提出的
              beta=4 e (tan theta)

Wilson在1944年又提出了均方应变(epsilon^2)的概念,其关系为
             beta = 2*(2*pai)^2 (epsilon^2)*(tan theta)

要用以上的公式从衍射线加宽beta求D、e或<epsilon>,必须将由结构因素引起的线宽从
总线宽中分离出来。这种分离的方法经历了一个很长时间的研究,提出了多种方法,有
近似函数[28]、有称为Stokes法的傅立叶变换法[29,30]。为了同时分离尺寸和应变宽化
,则有Warren\Averbach法[31]等。


参考文献
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