谢乐公式计算的D 是粒径么?和Scherrer公式中的d 关系?1,谢乐公式中的 D 和粒径,D 和Scherrer公式中的d (2dsinθ那个)之间的关系.2,收索Scherrer公式 怎么也出现 谢乐公式 他们什么关系?3,谢乐公式

来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/25 04:50:10
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谢乐公式计算的D 是粒径么?和Scherrer公式中的d 关系?
1,谢乐公式中的 D 和粒径,D 和Scherrer公式中的d (2dsinθ那个)之间的关系.
2,收索Scherrer公式 怎么也出现 谢乐公式 他们什么关系?
3,谢乐公式计算的D 是实物的直径 也就是粒径.

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1、D是颗粒直径,与d——晶面间距之间没有关系,谢乐公式是根据峰的展宽程度来计算颗粒大小的;
2、Scherrer = 谢乐
3、是直径

Scherrer公式就是谢乐公式,Scherrer是他本国名字,谢乐是中文译名。
谢乐公式、方程 : D = Kλ /(B cos θ),其中K为Scherrer常数,其值为0.89;D为晶粒尺寸(nm);B为衍射峰半高宽度,在计算的过程中,需转化为弧度(rad);实际应用中,B为实测宽度BM与仪器宽化Bs之差, Bs可通过测量标准物的半峰值强度处的宽度得到。标样必须是无应力且无晶块尺寸细...

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Scherrer公式就是谢乐公式,Scherrer是他本国名字,谢乐是中文译名。
谢乐公式、方程 : D = Kλ /(B cos θ),其中K为Scherrer常数,其值为0.89;D为晶粒尺寸(nm);B为衍射峰半高宽度,在计算的过程中,需转化为弧度(rad);实际应用中,B为实测宽度BM与仪器宽化Bs之差, Bs可通过测量标准物的半峰值强度处的宽度得到。标样必须是无应力且无晶块尺寸细化的样品,晶粒度在25μm以上,如NISTA60Si和LaB6等。如果用Cu靶Kα线衍射,Kα1和Kα2必须扣除一个,如果没扣除,肯定不准确。θ为掠射角;λ为X射线波长,为0.154056 nm 。这是XRD分析晶粒尺寸的著名公式。
布拉格公式 2d sinθ=nλ。在一级布拉格公式中,n=1,2d sinθ=λ。d是晶体的相邻晶面间的间距。因为晶体是有规律排列,某个方向上的晶面间距是连续重复的。如,100方向,晶面间距就是d(100)【100是点阵指标,常写在d的右下角】,点阵指标100和010就不是同一个方向。晶体的某方向上相邻晶面族的晶面间距d,如一个正方体晶体,棱长为1,就说d(100)=d(010)=d(001)=1。

如此看来,D和d 是不一样的。至少有一个系数k=0.89的问题,存在其中。
我对谢乐公式了解较少。详细的差别需要深入研究后才好说清。
下面介绍一些背景知识供你参考:
应用要点
  1.扫描速度有影响,要尽可能慢。一般2度/分钟。
  2.应用谢乐公式,需要扣除仪器宽化的影响,假设试样中没有晶体结构的不完整引起的宽化,则衍射线的宽化仅是由晶块尺寸造成的,而且晶块尺寸是均匀的。所以谢乐公式一般不能用于高分子,因为畸变严重。
  B为衍射峰半高宽度,在计算的过程中,如果软件给出的是角度,需转化为弧度(rad),1度=π/180 弧度。B为实测宽度BM与仪器宽化Bs之差, Bs可通过测量标准物的半峰值强度处的宽度得到。标样必须是无应力且无晶块尺寸细化的样品,晶粒度在25μm以上,如NISTA60Si和LaB6等。如果用Cu靶Kα线衍射,Kα1和Kα2必须扣除一个,如果没扣除,肯定不准确。
  衍射宽化的原因。用衍射仪测定衍射峰的宽化包括仪器宽化和试样本身引起的宽化。试样引起的宽化又包括晶块尺寸大小的影响、不均匀应变(微观应变)和堆积层错(在衍射峰的高角一侧引起长的尾巴)。后二个因素是由于试样晶体结构的不完整所造成的。
  3.计算晶粒尺寸时,一般采用低角度的衍射线,如果晶粒尺寸较大,可用较高衍射角的衍射线来代替。此式适用 范围为1-100nm。所以特别适合纳米材料的晶粒尺寸计算。
  4.谢乐公式求得的是平均的晶粒尺寸,且是晶面法向尺寸。除非晶粒是均匀的球形,才能代表单个晶粒。所以如果薄膜由一层多晶构成,通过谢乐公式计算晶粒尺寸能推出薄膜厚度。
  5.D取平均值的问题,如果是大角度衍射,最好取衍射峰足够强的峰,衍射峰最好要稳定,没有噪声影响,而且2θ越大,测得的值越准。否则要考虑样品晶粒是否存在取向问题,取一个单峰不是不可以的,误差会很大。
  由于材料中的晶粒大小并不完全一样,故所得实为不同大小晶粒的平均值。又由于晶粒不是球形,在不同方向其厚度是不同的,即由不同衍射线求得的D常是不同的。一般求取数个(如n个)不同方向(即不同衍射峰)的晶粒厚度,据此可以估计晶粒的外形。求他们的平均值,所得为不同方向厚度的平均值D,即为晶粒大小。多方向的平均值也可以用作图法求取。

应用步骤
  1.实测样品Bm的测量。XRD扫描样品。尽可能慢,一般2度/分钟,得到图谱,用JADE软件扣除Cu Kα2背底,得到各个衍射峰的Bm。
  2.仪器宽化 Bs测量。
  测定方法一:
  用与待测试样同物质、晶粒度在5 ~ 20μm的标样,在与样品相同实验条件下,测定得XRD图谱,由图谱得到 Bs。
  测定方法二:
  用与待测试样不同、晶粒度在5 ~ 20μm的标样,与待测试样均混后XRD,同时获得:实测样品Bm+标样Bs。
  在得到衍射峰半高宽前要先扣除背底。
  3.半高宽的计算。B=Bm-Bs。如果软件给的是角度,转成弧度。1度=π/180 弧度。
  4.D的得到。使用谢乐公式D=Kλ/Bcosθ,其中K取0.89,θ为衍射角,λ为X射线波长0.154056 nm ,代入B,即可计算得到单个衍射峰所代表的晶面法向的晶粒厚度。取多个衍射峰计算D,平均即得到平均尺寸D。
X射线衍射的方法:
X射线衍射的方法有很多。按使用样品可分为单晶法和多晶粉末法;按记录检测方法可分有照相法和衍射谱仪(计算器)法。
最基本的衍射方法有三种:平板照相法、旋晶法和多晶粉末法。
多晶粉末德拜-谢乐照相法:
许多金属无机或有机化合物,高聚物、生物高分子等都很难生成单晶,但易形成粉末状的微晶体。粉末(粉晶或多晶粉末)照相法使用单色X射线,以固定方向入射到多晶粉末或圆柱状多晶样品上,靠粉晶中各晶粒取向不同的衍射面来满足布拉格方程(布拉格公式 2d sinθ= nλ),形成衍射。各晶粒中总有一些面网晶面与入射线的交角θ满足布拉格条件,其衍射线成一个以入射方向为中心轴的以顶角为4θ的园锥面。所有θ值相同的晶面的衍射线必在此圆锥面内;反之,此圆锥面是θ等于某定值的晶面衍射线之集成。粉晶中的许多不同指标的晶面族,相应地形成以入射线为中心轴的许多的顶角分别为4θ、4θ'、4θ''……一系列同轴圆锥面。这就是粉末衍射图。衍射的记录分为照相法和衍射仪法。
粉末照相法多用德拜—谢乐(Debye —Scherre)法。其相机金属圆筒直径设计为57.3 mm或114.6 mm,胶片贴内壁安装。安装方法有正装(X射线出口孔在胶片正中间,胶片两端接缝在入口处);背装(入口处在胶片正中);偏装(胶片中呈现两个X射线曝光点,接缝在射线90O位置)。根据不同需要采用不同方式安装。聚合物衍射线多集中于低角区,故宜正装以获得准确的“前反射(0度<2θ<90度)”圆锥。偏装有助于获得X射线入出口之间的连续的衍射图案,有助于测求相机的有效半径。
粉晶圆锥衍射面被德拜—谢乐圆筒形感光胶片所截,每个劳厄锥的截线都是一对关于X射线入射点为对称的弧线。在胶片的平展图中,可直接量得每对弧线间的距离2x,若相机半径为R,则θ=
设计相机直径D=2R=57.3 mm或114.6 mm时,则简化为
θ(度)=x(mm) , 或θ(度)=2x(mm)
即把测量得的mm数直接转化为度数。然后d=λ/(2sinθ)。

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