- •1.2. Получение и регистрация рентгеновских лучей
- •Методы регистрации рентгеновского излучения
- •Общая теория возникновения дифракционного максимума
- •Вычисление структурного фактора
- •Атомный множитель
- •Температурный фактор
- •Множитель Лоренца
- •Множитель поглощения
- •Множитель повторяемости
- •Понятие о динамической теории рассеяния
- •Регистрация дифрактометром
- •Индицирование порошковых рентгенограмм
- •Метод Лауэ
- •Рис.27. Геометрия интерференционной картины
- •Рис.28. Формирование интерференционной картины в методе Лауэ
- •Метод вращения монокристалла
- •Рис.29. Геометрия интерференционной картины при вращении монокристалла
- •Определение типа твердого раствора
- •Исследование границ растворимости
- •Фазовый анализ
- •Количественный фазовый анализ
- •Метод измерения отношений интенсивностей линий
- •Определение макронапряжений
- •Плосконапряженное состояние
- •Исследование микронапряжений
- •Статические искажения
- •Рентгенографическое определение величины кристаллитов
- •Таким образом, полезное увеличение М = 1300x для обычного освещения и М = 2000x для ультрафиолетового.
- •2.2.Формирование изображения в электронном микроскопе
- •Приготовление образцов для электронной микроскопии
- •Области применения нейтронографии
Множитель повторяемости
Обозначим р - число эквивалентных плоскостей в ячейке; оно зависит от симметрии кристалла. Например, для кубического кристалла число разных плоскостей в ячейке различно:
{100} - р = 6, (это 100, 010, 001, 100, 010, 001); {110} – p =12;
{111} – p = 8; {hho}и {hhl} - p=24; {hkl} – p = 48.
|
Следовательно, при прохождении рентгеновского пучка |
через |
кристалл |
|
||||
на |
его |
пути |
будет |
встречаться |
разное |
число |
разных, |
пл |
т.е.интенсивность отраженного луча будет пропорциональна этим числам, ри- |
|
|||||||
сунок 17. |
|
|
|
|
|
|
|
Понятие о динамической теории рассеяния
Отраженные лучи от какой-либо плоскости имеют сдвиг наp/2, а дважды - на p. Поэтому, когда падающий луч S0 попадает в кристалл под углом ВульфаБрэгга (т.е. плоскость находится в отражающем положении), то первичный пучок ослабляется дважды отраженным. Это явление называетсяпервичной экстинкцией. Т.е. ослабление первичного пучка определяется не только коэффициентом поглощения среды, но и суммой m+e, где e ¹ 0 только при угле ВульфаБрэгга. Она разная для разных плоскостей, т.к. отражательная способность их неодинакова. Таким образом, если кристалл не находится в отражающем поло-
жении, то он поглощает рентгеновский пучок только в соответствии с законом поглощения. Если же он находится в отражающем положении, то происходит многократное рассеяние с изменением каждый раз фазы наp/2 и, следовательно, дополнительное заметное ослабление проходящего через кристалл пучка.
Существует явление, называемое вторичной экстинкцией - экранирование нижних блоков верхними, рисунок 18. Величина эффекта зависит от вероятности нахождения на пути к блоку2 блока 1, которая уменьшается с увеличением угла мозаичности.
Этот эффект наблюдается, если кристалл мозаичный, причем блоки немного разориентированы. Тогда вместо интенсивности, определяемой выражением exp(-mt), на нижний блок попадет меньшая интенсивность, если на пути луча встретится блок с равной(примерно) ориентацией, как и нижний. Влияние на рентгеновский пучок первичной и вторичной экстинкции можно разделить, т.к. их зависимости от угла дифракции различны.
30
Рис.17. Взаимодействие лучей при многократном отражении
Рис.18. Схема возникновения вторичной экстинкции
31
1.6. Экспериментальные методы рентгеноструктурного анализа
Выбор метода исследования определяется необходимостью получения максимальной информации и зависит от состояния образца. Два случая: моно- и поликристаллическое состояние. Второй случай встречается гораздо чаще, однако методы монокристаллов позволяют получать информацию о структуре более просто.
В рентгеноструктурном анализе используют три основных метода:
1.Метод порошков (поликристаллов). Используется монохроматическое излучение.
2.Метод Лауэ. Используется непрерывный рентгеновский спектр и неподвижный монокристалл. Неподвижная фотопленка.
3.Метод вращения монокристал.лаМонохроматический рентгеновский пучок облучает колеблющийся или вращающийся монокристалл. Пленка неподвижна.
Метод порошков
Геометрия съемки Построение сферы отражения, рисунок 19, показывает, что получается пе-
ресечение двух сфер: сферы Эвальда и сферы обратной решетки, при этом дифракционные лучи лежат на поверхности конусов с основаниемS0 и растром 4Q
.
Порошковые рентгенограммы дают только длины векторов обратнойре шетки, но не дают взаимного расположения этих векторов.
Таким образом, схема рентгеновской камеры представлена на рисунке 20.
Рис.19. Сфера отражения
32
Рис.20. Схема рентгеновской камеры
Существуют два способа регистрации– на плоскую и цилиндрическую пленку.
Плоская пленка
Рис.21. Способ регистрации - плоская пленка
33