LaNiAlD晶体结构中子粉末衍射研究

摘要

利用中子粉末衍射实验技术较系统地研究LaNi<,5-x>Al<,x>D<,y>化合物晶体结构.同时,对中子粉末衍射的数据分析技术作了相应的研究,其中主要包括两方面内容:Rietveld分析时峰形函数的选择对晶体结构参数值影响的分析和活化LaNi<,5>衍射峰各向异性应力展宽模型在LHPM 6.5源码中的实现.Rietveld方法在由粉末衍射数据获取结构信息方面起着非常重要的作用.在进行精修时,一个合适的峰形函数是必要的.通过对不同衍射峰形函数精修所得的PbSO<,4>晶体结构参数值的比较发现:晶体的晶格常数以及原子坐标这些参数值受峰形函数变化的影响较小,高斯函数、赝Voigt函数、T-C-H赝Voigt函数、Voigt函数给出的晶体结构参数值与单晶衍射的结果均非常接近.原子各向异性温度因子对峰形函数的变化较为敏感,其中T-C-H赝Voigt函数(或Voigt函数)给出的温度因子的值最接近单晶衍射的结果,赝Voigt函数次之,高斯函数给出的结果相对较差.在活化LaNi<,5>的粉末衍射轮廓中会出现较明显的各向异性展宽现象,这给衍射数据的Rietveld分析带来相当的难度.Rodriguez-Carvajal提出了一个唯像模型,只需精修少量的参数,就能对于各向异性展宽的衍射峰获得较好的拟合.基于这个模型的原理,该文描述了活化LaNi<,5>衍射峰各向异性应力展宽模型在LHPM 6.5中的实现过程,并将所得结果与FullProf2000的结果进行了比较.合金LaNi<,4.75>Al<,0.25>、LaNi<,4.25>Al<,0.75>的中子粉末衍射数据的Rietveld精修结果显示Al原子在Ni子晶格主要占据3g位.对精修结果进行的显著性检验认为:对于LaNi<,4.75>Al<,0.25>,Al原子只占据3g位;而在LaNi<,4.25>Al<,0.75>的晶体结构中,Al原子除了有相当大的一部分占据3g位外,还有一小部分占据2c位.不过,由于LaNi<,4.25>Al<,0.75>的数据给出的Al原子在2c位占位数的值相对误差较大,因此Al原子是否会占据2c位还需要得到更多实验数据的证实.由Rietveld分析得到LaNi<,5>D<,0.3>、LaNi<,5>D<,0.8>以及LaNi<,4.25>Al<,0.75>D<,0.3>中氘原子均占据着12n位,在LaNi<,4.25>Al<,0.75>D<,3.03>中氘原子占据着6m位和12n位.另外,给出了上述化合物晶体结构参数较为详细的描述.

目录

文摘

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第一章引言

第二章基本理论

2.1晶体结构

2.2晶体的衍射

2.3中子粉末衍射

第三章Rietveld方法

3.1概论

3.2衍射峰形

3.3积分强度

3.4符合因子

第四章数据分析技术研究

4.1衍射峰形函数对晶体结构参数的影响

4.2六方结构各向异性应力展宽模型程序实现

第五章LaNi5-xAlx合金及其氘化物的晶体结构

5.1 LaNi5-xAlx(x=0，0.25，0.75)合金的晶体结构

5.2 LaNi5Dx(x=0.3，0.8)的晶体结构

5.3LaNi4.25Al0.75D1.01的晶体结构

第六章结论

致谢

参考文献

附录

A1 LHPM 6.5源程序部分代码

A2氘原子环境计算主程序

A3发表论文情况