晶体学:衍射与取向
Bragg 定律与结构因子:峰在哪里,为什么有或没有
用相位叠加解释衍射,区分峰位置、系统消光、强度、织构和多重散射。
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先记住这三点
- 2d sinθ=nλ 中 θ 不是 2θ
- 结构因子同时包含原子位置与散射权重
- BCC 消光规则有适用前提
Bragg 条件只解决几何
相邻晶面散射路径差为 2d sinθ;满足整数倍波长时可能相长叠加。粉末谱横轴常为 2θ,代入正弦前须除以二。对电子衍射应使用对应加速电压下的相对论波长。
同一 d 可能来自不同相或不同指数;单峰匹配一般不足以定相。测量零点、波长、应变和温度也会移动峰位。
结构因子和消光
运动学结构因子写为 F(hkl)=Σⱼ fⱼ exp[2πi(hxⱼ+kyⱼ+lzⱼ)],必要时加入占位率与热振动项。强度与 |F|² 相关,但还需几何、吸收、多重性与织构修正。
同种原子 BCC 的体心平移使 h+k+l 为奇数时消光;FCC 同种原子结构的允许反射要求三指数全奇或全偶。更复杂基元会增加条件,不能把 Bravais 点阵规则当作所有化合物的完整规则。
在 EBSD 中保留边界
菊池带位置与晶面几何联系紧密,强度却受动力学散射和能量分布影响。某条带弱不等于晶面不存在,模拟字典应采用与实验相容的几何和物理模型。
对 α/α′ 的判别要结合细微晶格变化、化学分配、热历史和 TEM 等信息;常规相图上一个 HCP 颜色不构成独立证明。
来源与延伸阅读
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[C01] Structure of Materials (2012)建立点阵、对称性、倒易空间与结构衍射的统一语言。 第二版;用于系统学习与公式核对,结合 IUCr 术语及表格。↗[C16] Dynamical effects of anisotropic inelastic scattering in electron backscatter diffraction (2008)把非弹性散射各向异性与动力学衍射联系到菊池带强度。 用来理解为何不能仅靠运动学结构因子预测完整 EBSD 强度。↗IUCr · International Tables:EBSD 章节系统参考菊池图样、索引、几何标定与应用;本文仅作导读,不再分发章节图表或全文。↗