XRD实验可以通过分析衍射峰的宽度,计算出样品的晶粒尺寸。
晶粒尺寸计算的基本原理是Debye-Scherrer方程:D = kλ/βcosθ,其中D是晶粒尺寸,k是形状因子,λ是X射线的波长,β是衍射峰的半峰宽度,θ是衍射角。
在实验中,需要先测量样品的XRD图谱,找到需要分析的晶面,确定对应的衍射峰的位置和半峰宽度。然后,代入上述公式即可计算出晶粒尺寸。
需要注意的是,晶粒尺寸的计算基于一些假设条件,比如假设样品是纯物质、一维则向等等。此外,需要根据样品的不同特性选用相应的k值,比如对于立方晶系的晶体,k=0.9。
晶粒尺寸的计算还可以通过其他方法,比如Scherrer方程、Williamson-Hall方法等,具体方法选择可以根据实验条件和需要来决定。
Scherrer公式计算晶粒尺寸(XRD数据计算晶粒尺寸) 根据X射线衍射理论,在晶粒尺寸小于100nm时,随晶粒尺寸的变小衍射峰宽化变得显著,考虑样品的吸收效应及结构对衍射线型的影响,样品晶粒尺寸可以用Debye-Scherrer公式计算。 Scherrer公式:Dhkl=kλ/βcosθ 其中,Dhkl为沿垂直于晶面(hkl)方向的晶粒直径,k为Scherrer常数(通常为0.89), λ为入射X射线波长(Cuka 波长为0.15406nm,Cuka1 波长为0.15418nm。),θ为布拉格衍射角(°),β为衍射峰的半高峰宽(rad)。