【分享】X射线问答

衍射强度变弱本质的原因是由于晶体颗粒变小，还是样品颗粒变小？
强度除了和晶粒度有关外,还和晶粒的表面状态有关。一般颗粒越细,其表面积越大，表面层结构的缺陷总是比较严重的。结构缺陷将导致衍射强度降低和衍射峰宽化。XRD研究的应该是晶粒、晶体的问题，与晶体结构关联的问题，不是样品颗粒的大小问题，谢乐公式算的应该也是晶粒的大小。样品颗粒的大小要用别的方法测定.，例如光散射、X射线散射、电镜等。

细针状微晶粉末样品做XRD重复性很差。（制作粉末衍射样品片）怎么可以避免择优取向？
择优取向是很难避免的，只能尽力减少他的影响。首先，你要讲样品磨得尽量细（但要适度，要注意样品的晶体结构不要因研磨过度而受到损坏）；不要在光滑的玻璃板上大力压紧（压样时可以在玻璃板上衬一张粗糙的纸张），样品成形尽可能松一些；制样过程中也可以掺一些玻璃粉，或加一些胶钝化一下样品的棱角。当然还有其他一些方法。

采用X射线进行晶体衍射分析，利用照相法记录衍射花样，1、当多晶体晶粒细化时，衍射花样将如何变化？2、当多晶试样中存在宏观应力时，衍射花样的变化情况是怎样？
不管是粉末试样还是（多）晶体试样，粉末颗粒或晶粒太粗，参加衍射的晶粒少，会使衍射线条起麻，但粉末颗粒或晶粒过细时，会使衍射线条变宽，这些都不利于分析工作。存在宏观内应力的效应是使得衍射环或衍射峰的位置改变，导致底片上的衍射线条变宽，不利于分析工作。

XRD峰整体向右偏移是什么原因造成的?
可能是离子半径小的元素取代了离子半径大的元素。
也可能是你制样时，样品表面高出了样品座平面，或者仪器的零点不准造成的，建议你最好用标样来修正你的数据。

把样品靠后放置，使样品偏离测角仪中轴大概有1mm，请问衍射峰会怎么变化？
峰位移向低角度。样品表面偏离测角仪转轴0.1mm，衍射角的测量将产生约0.05?(2θ)的误差（对Cu靶，在2θ 20?附近的位置）

影响仪器测量结果的分辨率仅仅取决于θ 吗？
影响仪器测量结果的分辨率的因素是多方面的：测角仪的半径；X射线源的焦斑尺寸；光学系统的各种狭缝的尺寸；仪器调整情况（2：1关系）；采数步宽；样品定位情况等。

进行衍射分析时如何选择靶（Ｘ光管）？现有Cr的多晶试样，我只知道衍射分析时选Cr靶最好，但不知道为什么。
对于所有的元素，在高速电子的轰击下都会产生X射线还可能产生其特征X射线。元素受较高能量的X射线的照射时也能够激发其特征射线，称为二次X射线或荧光X射线，同时表现出对入射X射线有强烈的吸收衰减作用。
对于一定波长，随着元素周期表中的原子序数的增加其衰减系数也增加，但到某一原子序数时，突然降低；对于一定元素随着波长的增加质量衰减系数也会增加，但到某界限时质量衰减系数突然降低，此种情况可以出现数次。各元素的质量衰减系数突变时的波长值称为该元素的吸收边或吸收限。利用元素吸收性质的这个突变性质，我们能够为每一种X射线靶选择到一种物质做成"滤波片"，它仅对该靶材产生的Kβ线强烈吸收而对其Kα波长只有部分的吸收，从而可以获得基本上由Kα 波长产生的衍射图。原子序数比某靶材小1的物质正是这种靶的Kβ滤片。
但是，Kβ滤片不能去除样品产生的荧光X射线对衍射图的影响。荧光X射线的强度将叠加在衍射图的背景上，造成很高的背景，不利于衍射图的分析。因此，对于X射线衍射仪来讲，如果设备没有配置弯晶石墨单色器仅使用Kβ滤片，选波长（或者说选靶）主要考虑的就是样品中的主要组成元素不会受激发而产生强烈的荧光X射线。如果分析样品中的元素的原子序数比靶的元素的原子序数小1至4， 就会出现强的荧光散射。例如使用Fe靶分析主要成分元素为Fe、Co、Ni的样品是合适的，而不适合分析含有Mn Cr V Ti 的物质；Cu靶不适合于分析有Cr，Mn，Fe，Co，Ni这些元素的物质。所以，对于Cr是主要组成元素的样品，只能选择Cr靶X射线管。
石 墨单色器不仅能够去除入射光束中的Kβ 产生的衍射线，同时可以避免样品的荧光射线以及样品对"白光"产生的衍射叠加在衍射图的背景上，从而可以得到严格单色的Kα 波长产生的衍射图。因此，在配置有弯晶石墨单色器的衍射仪上工作时，可以不用考虑样品产生的荧光X射线的干扰，Cu靶X射线管能够通用于各种样品，包括主要组成为Cr，Mn，Fe，Co，Ni等元素的样品。
但是具有波长大于CuKα波长的靶（如Cr、Fe、Co等靶）对于小角X射线衍射的研究或晶面间距的精确测定还是有价值的。因为波长增加能够减少衍射峰的重叠；使所有的衍射峰移向较高的角度。

（用X射线衍射仪）做X射线衍射时，一些（仪器）参数对谱线有什么影响？
如何选择仪器参数主要取决于做X射线衍射的目的。比如：扫描速度，如果是一般鉴定就可以取快一些（4-8度/分），如果是精修晶胞参数就要扫慢一些；狭缝条件，狭缝越小分辨率越高，但强度就会减小，不宜快扫，这又要增加时间。还要根据的样品的衍射能力、结晶度等因素来定。如果是步进扫描：测定晶胞参数可以取每个步进度1-30秒，如果做结构精测30秒到数分钟不等（对于普通功率的衍射仪，40kV、40mA）。

衍射峰左右不对称是何原因?
衍射仪获得的衍射峰形（精确地说是衍射线的剖面，diffraction line profile）是不对称的，尤其是在低角度区（2θ < 30°）表现更为明显。
峰型不对称是由多方面的因素造成的，主要是衍射仪光路的几何因素、仪器的调整状况以及样品的吸收性质等。

高精度测角仪是怎么实现θ/2θ倍角转动的？这种装置能够保证严格的倍角同步吗？
θ/2θ 是两个同轴的园，θ是带动样品转动的园，而2θ是探测器转动的园，这样设计的目的是为了保证样品在转动中的衍射焦点始终在探测器转动的大园上。现代的衍射仪用2个步进电机分别独立控制θ和2θ园的转动，控制电路能够保证两个园按1:2转速比转动，保证两个园的转动严格倍角同步。

磁性材料比如NdFeB或者NdFeN的粉末，是不是会因为磁性的存在会产生择优取向？
磁性材料肯定是最具择优取向的,否则就没有磁性了，制样时应当磨成粉末,可以抑制这种取向趋势。"择优取向"会使很多本来有的衍射峰出不来。

为什么有的XRD data中，有（200）（400）面，而没有最基本的（100）面数据？或者有（220）而没有（110）？
粉晶衍射不一定能出现所有的面网，很多物质的粉晶衍射都不一定出现（100）（110），这与结构有关。
晶体衍射有个叫"消光"的现象，晶体的"消光规律"决定于它的结构的对称性，不同的空间群其"消光规律"不同。
如果应该出现的衍射而没有出现，那就是样品的择优取向引起的。
再者（100）面的角度比较低，有时是没有扫到或淹没在低角度的背景中了。

[仪器技术]
介绍射线用晶体CdTe
CdTe是称为碲化镉的半导体化合物的一种。其具有对放射线有良好的吸收效率，由于能直接把光信号转换成电信号。被利用在作为放射线探出器的一种新型好材料。
至今为止，在探测放射线的元器件里有各种各样的探测材料，代表的有Lithium drift silicone和锗。但是由于它们对放射线的感度不高，而且需要是使用液化氮气进行低之－196C的冷却。而且需要借助光敏管来转换光电信号。所以它们不易做到小型化。CdTe具有高感度，可以在常温的状态下发挥比以往产品更加具有优越的特性。对能量100keV放射线的只需要2mm厚的CdTe来制作 探测器，感度是silicone的10倍。而且不需要冷却设备。CdTe可以用在射线的测量(诊断上)和低能射线的测定。使用CdTe探头的各类器械都能做到轻便,小型具有更高的分辨率的探测装置。
现在已经开发的产品有小型伽马照相机和各种X射线、γ射线探测器。在研究开发CT、PET的探测器的开发中已经走向成熟化。

多谢楼主分享！

学习了，谢谢~~

我在用X荧光，不过很不准，半定量都费劲