iangie
第2楼2011/06/16
1.用实验强度比对照PDF卡片强度比确实可以判断样品择优取向.其原理来自于Brian O'Conner的MNI方法. 参见:
Deyu Li, Brian O'Conner et al. (1994). Journal of American Ceramics Society Vol.43 p305-311
这种方法通常用于片层结构的土壤样品XRD的择优取向的判断.
如果晶粒是sheet-like particle, 在采用前压法XRD样品制备的时候通常会被压得平躺. 造成表面积大的晶面垂直向上,所以这个方向的衍射强度特别高.
2.这里的"coherence lengths"应该称作"coherent scattering lengths". 谢乐公式计算的晶粒尺寸都属于"coherent scattering lengths"(衍射相干尺寸). 跟电镜下看到的particle size不一样.
3.第三个问题留给你自己想,前面各个方向的尺寸数据都出来了, 你还画不出形状吗?
蓝莓口香糖
第3楼2011/06/17
我不是专门研究X衍射的,但是我对谢乐的公式的理解是它只给出了一个平均信息。这个公式里面有两个未知量,形状因子和平均散射长度。这两个量都和颗粒的实际形状有关,是各向异性的。但是,在XRD中,由于颗粒的杂乱取向,这两个量都被平均化了。比如,片状样品的衍射强度是个中间粗两头细的棍子,把这个棍子在3维空间任意转动,其在平面上的投影叠加起来就是XRD中观察到的平均峰强。对于小颗粒,这个强度分布和圆形颗粒的强度分布差别并不是很明显,计算精度是个问题。另外,这个平均值是附加在每个峰上的,001的峰强并不只反映001面的相干散射长度。
简单说,我的观点是,根据非常精细的峰强分布的变化以及样品成分和原子占位,通过拟合有可能得到颗粒的形状信息,但未必总是能成功。简单地使用谢乐公式推导形状不靠谱。他们从不同峰得到的不同相干散射长度可能和其它因素有关,比如仪器展宽,样品择优取向。
iangie
第4楼2011/06/17
这点不敢苟同, XRD各个hkl的衍射峰代表晶粒各个方向的信息. 颗粒的杂乱取向是粉晶衍射的基础, 没有颗粒的杂乱取向就没有完整的粉晶衍射谱. 但这并不妨碍各个hkl给出独立方向的信息.
你可以理解为多晶SAED不同衍射环的宽度,代表各个hkl单独的信息.
这句话能否再深入解释一下?
[div]001的峰强并不只反映001面的相干散射长度。[/div]
峰强是不能, 峰宽可以
[div]简单说,我的观点是,根据非常精细的峰强分布的变化以及样品成分和原子占位,通过拟合有可能得到颗粒的形状信息,但未必总是能成功。简单地使用谢乐公式推导形状不靠谱。[/div]
如果你查看大多数的全谱离合软件使用的公式, 这些公式仍然是以谢乐公式为基础的卷积函数. 只是在峰形拟合的时候, 不仅用洛伦兹峰形还使用了高斯峰形表示相干晶粒尺寸. 摒弃FWHM, 使用Integrated Breadth, 这些讨论参见:
Balzar, D. & Popović, S. (1996). Journal of Applied Crystallography 29, 16-23.
[div]他们从不同峰得到的不同相干散射长度可能和其它因素有关,比如仪器展宽,样品择优取向。[/div]
以卷积为计算基础的软件可以很清楚的把仪器信息和样品信息分开. 参见:
http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20110507/3291848/
caiaijun80
第6楼2011/06/17
还是这篇文章中,我还遇到了一下几个问题:The transmission electron microscopy (TEM) and [0001]
zone-axis high resolution TEM (HRTEM) images taken on the ultrathin section of the microsphere rim (marked in Figure a) (由于不会粘贴图片,请见附件,谢谢!)provide further information on the crystallization. The [0001] zone-axis selected area electron diffraction (SAED) pattern in Figure b discloses that the nanoplatelets grow normal to the [0001] direction.
1.问题:如何从图b看出nanoplatelets 是 平行(normal?)于[0001] 方向的呢?(自我感觉这个问题很弱智,实在是不好意思!拜托)
The results also suggest that there is a narrow range of small angle lattice mismatch between the boundaries of the nanoparticles when assembling in the same orientation.
2.问题:如何通过图a和b,看出纳米颗粒的边界之间存在晶格错配的呢?
The existence of mesopores (or amorphous, defect regions) during the assembly characteristic of the mesocrystal is clearly observed in the HRTEM image (dashed white circles)
3.问题:如何从HRTEM图看出是否存在晶格缺陷呢?
===========版主模式=========
帮你贴了图了
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大陆
第7楼2011/06/17
1、简单来说,根据透射电镜的电子光轴与晶体学带轴的吻合后的特征衍射花样可以确定薄晶体的取向,这个在该文中是没有问题的。
2、hutem图中存在错配并非意味着晶粒之间存在错配,除非制样及tem的操作过程100%无可挑剔。
3、同样,hrtem图存在缺陷不能作为材料中存在晶格缺陷的有力证据,除非制样及tem的操作过程100%无可挑剔。
蓝莓口香糖
第10楼2011/06/17
形状因子并不是只作用于某个衍射峰。任何一个衍射峰的最终强度分布都是形状因子和理想峰强(δ函数)卷积的结果。注意,这个形状因子对任何一个峰都是相同的。换句话说,就是倒易格子的每个格点上卷积一个形状因子从而得到实际的衍射强度。在SAED中,我们看到的就是倒易格子的某个切面,所以这个现象非常明显,对于沿001生长的棒状样品,衍射点是垂直于001的细线,但是并不是只有和001对应的衍射点才变成细线,而是所有的衍射点都变成了细线。所以,hkl峰本身的宽度并不是只和hkl方向的生长情况有关。
普通XRD相当于把SAED的强度在三维空间取平均(对于多晶,SAED是衍射环,每个环对应XRD的一个峰,但是这个环是由各种取向的细线组成的,不是平行的细线。XRD的强度分布对应于圆环的径向强度分布,沿着圆环走一圈,把每个位置的径向强度相加,就得到了XRD中的强度分布。这就是我在3楼说的强度投影的意思)。
使用峰形做全谱拟合是比较严谨的做法。但是全谱拟合与我们讨论的形状问题并没有必然的联系。谢乐公式本身没有问题,但它是用来估算平均粒径的,不是用来估算颗粒形状的。在这个公式里,形状因子是一个拟合参数,不是衍射角的函数。这本身就说明它反映的是样品的一个平均后的整体信息,而不是具体的形状信息(各向异性,和角度有关)。这个理解可以用另一种方式来表达:如果其它因素的干扰都能被完美地分离出去,那么用任何一个衍射峰得到的平均粒径都应该是相同的。这就彻底否定了从峰展宽直接得到颗粒形状的可能性。那篇文献用两个峰得到两个差别很大的相干散射长度,不能令人信服。所以我才认为他们所有的数据没有把外在因素排除干净。
附一个搜索到的讲义,是MIT的一个实验师写的,有点长,内容挺全。
在第6页,给出了一个劳厄公式,这个对电子衍射和X光衍射都适用。这个公式里形状因子根本不含hkl,可见颗粒形状对每个衍射峰的影响都是一样的。
在地19和20页,他谈到了形状严重偏离球形时的衍射峰展宽。他给出的结论是有问题的,没有考虑多晶造成的平均效应。他的结论只适用于单晶衍射。
在实际的XRD实验中,确实存在不同衍射峰的各向异性展宽。我个人认为,这不能简单地用颗粒的形状效应来解释。可能的原因是材料在不同方向的结晶程度有变化。