基础知识8——多晶衍射花样标定教程

 

简单认识一下多晶衍射花样

 

多晶样品是由许多小晶粒集合而成,各个晶粒的晶体学取向是随机分布的,在晶粒数量足够多时可以认为和晶面(hkl)相应的倒易矢量ghkl在所有方向上都有几乎相同的几率,即倒易点hkl是分布在一个球面上,称为倒易球,该球半径为| ghkl |=1/dhkl。

 

当入射电子束照射多晶样品时,与{hkl}晶面族相关的倒易球和Ewald球(又称反射球)相交于一个圆,以反射球心O为顶点、以该圆为底面形成半顶角2的衍射圆锥,晶面(hkl)发出的衍射束分布在这个圆锥面的所有方向上,在垂直于入射束方向的显示屏上形成一个衍射圆环。

多晶电子衍射几何原理示意图

 

由于多晶样品中包含许多不同指数的晶面,每个晶面族都有一个特定的晶面间距和对应的倒易球,样品中晶面间距不同的各个{hkl}晶面族形成了半径不同的若干个同心的倒易球。在观察屏上则呈现出一系列同心的衍射环,每一个衍射环都由面间距相同而取向不同的大量晶粒的衍射造成。

 

 
 

多晶衍射花样标定原理

 

假定在衍射花样上一个衍射环的直径为2Rhkl,对于一列反射晶面(hkl),其晶面间距dhkl和衍射花样上对应Rhkl长度质检的关系可用近似的布拉格公式表示,即:

式中:

 

 ——衍射相机常数,mm*nm;

 

——入射电子束的波长;

  L       ——相机长度。

因此,如果已知衍射相机常数,通过测量衍射环的直径2Rhkl就可以算出这个衍射环对应的晶面间距dhkl。而测量衍射花样上多个衍射环的直径,求出相应的各个dhkl值,对着一系列dhkl值进行分析可以鉴定出发生衍射的物相。

 

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下面主要介绍一下由中材新材料研究院自主开发的一个自动化标定衍射花样的网页,最重要的是,它还是免费的哦,欢迎小伙伴们使用!!

 

 
 

多晶衍射花样标定教程

 

前期准备

●中材新材料的免费标定花样网址:

www.simr.ac.cn

●需要标定的衍射花样图片及PDF卡片:

 

01  添加图片

● 点击左侧“选择衍射图片”按钮,打开衍射图片 或 FFT图片;

● 支持扩展名.jpg, .png, .bmp等;

● 图片要带标尺,最好是矩形的标尺,黑底白边或白底黑边的标尺,例如DM软件或GMS软件自动生成的标尺。

 

 

02 确定衍射斑位置

1. 在图片上第一次单击将创建两个同心圆;

2. 移动鼠标(改变位置)和滑动滚轮(改变大小)使最内侧同心圆通过成环的衍射斑点;

3. 确定好透射斑位置后,滑动滚轮将同心圆缩小。

 

03 确定标尺

● 自动识别标尺:在标尺中间,点击Ctrl+鼠标左键;

● 目前只支持纯黑色或白色的矩形标尺;

● 也可以用其他软件测量标尺的像素长度后,手动输入下面的文本框;

●目前,标尺的实际长度只能手动输入。倒易空间中的长度单位:1/nm。

 

 

04 导入PDF卡片

● 导入PDF文件后,一定要单击"加入列表";

● 支持手动输入PDF文件信息,输入完毕后单击"加入列表"。

 

 

05 查看标定结果

● 单击“开始分析”后,查看标定结果,hkl代表晶面指数,d代表晶面间距;

● 不消光:理论计算得到的消光规律;

 ● 是否显示:是否将晶面对应的衍射环绘制在左图中;

 当衍射图片中的衍射环与理论情况一致时,证明标定正确。

 

 

 

06 导出结果

 

导出文件包含jpg及对应的Excel。