中南大学：《X射线衍射分析技术——晶体X射线衍射学基础》X-Ray与电镜_第1章 X射线晶体学基础（苏玉长）

X射线衍射士析技术 晶体X射线行射学基础 ●中南大学 ●材料科学与工程学院 ●苏玉长

晶体X射线衍射学基础 中 南 大 学 材料科学与工程学院 苏 玉 长 X射线衍射分析技术

绪论 材料:你们最关心的是什么? 性能:你认为与哪些因素有关? 结构:有哪些检测分析技术? 应用 加工长-→>组织结构 成份性能

材料：你们最关心的是什么？ 性能：你认为与哪些因素有关？ 结构：有哪些检测分析技术？ 绪论

●物质的性质、材料的性能决定于 它们的组成和微观结构。 ●如果你有一双X射线的眼睛,就 能把物质的微观结构看个清清楚 楚明明白白! ●Ⅹ射线衍射将会有助于你探究为 何成份相同的材料,其性能有时 会差异极大 X射线衍射将会有助于你找到获 得预想性能的途径

 物质的性质、材料的性能决定于 它们的组成和微观结构。  如果你有一双X射线的眼睛，就 能把物质的微观结构看个清清楚 楚明明白白！  X射线衍射将会有助于你探究为 何成份相同的材料，其性能有时 会差异极大.  X射线衍射将会有助于你找到获 得预想性能的途径

1、衍射分析技术的发展 与X射线及晶体衍射有关的部分诺贝尔奖获得者名单 年份学科「 得奖者 1901物理 伦琴 Wilhelm Conral Rontgen X射线的发现 1914物理 劳埃 Max von laue 晶体的X射线衍射 915 亨利.布拉格 Henry bragg 晶体结构的X射线分析 劳伦斯.布拉格 Lawrence Bragg. 1917物理 巴克拉 Charles glover barkla 元素的特征X射线 1924物理 卡尔.西格班 Karl Manne Georg Siegbahn X射线光谱学 1937物理 戴维森 Clinton Joseph Davisson 电子衍射 汤姆孙 george Paget Thomson 1954化学 鲍林 Linus Carl Panting 化学徒的本质 1962化学 肯德鲁 John Charles Kendrew 蛋白质的结构测定 帕鲁兹 Max ferdinand Perutz 1962生理医学 Francis H.C. Crick、 James d. Watson、 Maurice h.f. Wilkins 脱氧核糖核酸DNA测定 1964化学 Dorothy Crowfoot Hodgkin 青霉素、B12生物晶体测定 霍普特曼 Herbert Hauptman 1985化学 直接法解析结构 卡尔 Jerome Karle 鲁斯卡E. Ruska 电子显微镜 1986物理 宾尼希G. Binnig 扫描隧道显微镜 罗雷尔H. Rohrer 中子谱学 1994物理 布罗克豪斯B.N. Brockhouse 沙尔C.G.Shu1l 中子衍射

1、衍射分析技术的发展 • 与X射线及晶体衍射有关的部分诺贝尔奖获得者名单 年 份 学 科 得奖者 内 容 1901 物理 伦琴Wilhelm Conral Rontgen X射线的发现 1914 物理 劳埃Max von Laue 晶体的X射线衍射 亨利.布拉格Henry Bragg 劳伦斯.布拉格Lawrence Bragg. 1917 物理 巴克拉Charles Glover Barkla 元素的特征X射线 1924 物理 卡尔.西格班Karl Manne Georg Siegbahn X射线光谱学 戴维森Clinton Joseph Davisson 汤姆孙George Paget Thomson 1954 化学 鲍林Linus Carl Panling 化学键的本质 肯德鲁John Charles Kendrew 帕鲁兹Max Ferdinand Perutz 1962 生理医学 Francis H.C.Crick、JAMES d.Watson、 Maurice h.f.Wilkins 脱氧核糖核酸DNA测定 1964 化学 Dorothy Crowfoot Hodgkin 青霉素、B12生物晶体测定 霍普特曼Herbert Hauptman 卡尔Jerome Karle 鲁斯卡E.Ruska 电子显微镜 宾尼希G.Binnig 扫描隧道显微镜 罗雷尔H.Rohrer 布罗克豪斯 B.N.Brockhouse 中子谱学 沙尔 C.G.Shull 中子衍射 直接法解析结构 1915 物理 晶体结构的X射线分析 1937 物理 电子衍射 1986 物理 1994 物理 1962 化学 蛋白质的结构测定 1985 化学

第一章晶体学基础 ●晶体特性 晶●晶体结构与空间点阵 倒易点阵

第 一 章 晶 体 学 基 础 晶体特性 晶体结构与空间点阵 倒易点阵

1.晶体具有如下性质: ●均匀性:晶体内部各个部分的宏观性 质是相同的 ●各向异性:晶体种不同的方向上具有不 同的物理性质。 ●固定熔点:晶体具有周期性结构,熔化 时,各部分需要同样的温度。 ●规则外形:理想环境中生长的晶体应为 凸多边形 ●对称性:晶体的理想外形和晶体内部 结构都具有特定的对称性

 均 匀 性： 晶体内部各个部分的宏观性 质是相同的。  各向异性： 晶体种不同的方向上具有不 同的物理性质。  固定熔点： 晶体具有周期性结构，熔化 时，各部分需要同样的温度。  规则外形： 理想环境中生长的晶体应为 凸多边形。  对 称 性： 晶体的理想外形和晶体内部 结构都具有特定的对称性。 1. 晶体具有如下性质：

刚玉 邻苯二甲酸氢 T-目

刚玉 邻苯二甲酸氢 锗酸铋 电气石

2.晶体结构与空间点阵-A(术语回顾) 晶体( crysta) It is solid. The arrangement of atoms in the crystal is periodIc. 点阵( Lattice) An infinite array of points in space, in which each point has identical surroundings to all others. 晶体结构( Crystal Structure) It can be described by associating each lattice point with a group of atoms called the MOTIF (BASIS) 单位晶胞( Unit Cel1) The smallest component of the crystal, which when stacked together with pure translational repetition reproduces the whole crystal 晶胞参数 Unit Cell dimensions a, b and c are the unit cell edge lengths β and y are the angles( a between b and c,β between c and a, y between a and bc)

2. 晶体结构与空间点阵-A（术语回顾） • 晶体(crystal) It is solid.The arrangement of atoms in the crystal is periodic. • 点阵（Lattice） An infinite array of points in space, in which each point has identical surroundings to all others. • 晶体结构（Crystal Structure） It can be described by associating each lattice point with a group of atoms called the MOTIF (BASIS) • 单位晶胞（Unit Cell） The smallest component of the crystal, which when stacked together with pure translational repetition reproduces the whole crystal • 晶胞参数Unit Cell Dimensions a, b and c are the unit cell edge lengths. a, b and g are the angles (a between b and c, b between c and a , g between a and b c .)

晶向和晶面指数 Direction: [111] Plane:(110)

晶向和晶面指数

2.晶体结构与空间点阵-B 等同点与结点 结构基元:原子、分子或其集团 晶体结构=空间点阵十结构基完

2. 晶体结构与空间点阵-B • 等同点与结点 • 结构基元：原子、分子或其集团 • 晶体结构＝空间点阵＋结构基元