專利名稱：立方晶系電子衍射譜標定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于固體物理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種標定立方晶系物質(zhì)的電子衍射譜的儀器。
電子衍射譜的標定，在初期采用計算尺和計算器進行計算，后來興起了查圖、查表的方法。這些方法均需用尺或再用量角器進行有關(guān)數(shù)據(jù)的測量，然后再進行計算，最后再查表或查圖，所以這些方法都較煩瑣費時，尤其當要標定的電子衍射譜較多時，就更使人感到這些方法的不足。因此，近年來人們開始用電子計算機來標定電子衍射譜，使標定的速度得到了很大的提高。不過，采用這種方法需要有一定的條件，而這些條件的具備并不是一件輕而易舉的事，所以從這方面來看，這種方法也有不足之處。
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型的任務(wù)是設(shè)計一種能使電子衍射譜的標定既省事快速，又簡便經(jīng)濟的電子衍射譜標定儀。
本實用新型是由四層硬質(zhì)的圓形薄片同心地重疊而成的。第一層薄片(即最上一層薄片)與第四層薄片通過中心轉(zhuǎn)軸及外框被固定在一起，位于它們之間的第二層薄片和第三層薄片均可繞圓心轉(zhuǎn)動。第一層、第二層和第三層薄片上，各有一條指向圓心的直刻線，它們位于同一平面上，轉(zhuǎn)動第二層和第三層薄片就可改變它們之間的夾角。第一層薄片上有許多小孔，每個孔旁均標有“h1k1l1、h2k2L2、uvw”一組指數(shù)。第二層薄片上也有許多小孔，它們與第一層薄片的小孔有一一對應的關(guān)系。第三層薄片上有許多顏色與薄片差別較大的斑點，它們與上兩層的小孔也具有一一對應的關(guān)系。這種對應關(guān)系是這樣的，如果第一層薄片上有一個標有“h1k1l1、h2k2l2、u0v0w0”的小孔正好與第二層薄片上的某個小孔相通，同時又正好對著第三層薄片上的某個斑點，這時第一層薄片上的刻線與第三層薄片刻線之間的夾角θ，以及與第二層薄片刻線之間的夾角φ一定分別滿足如下關(guān)系cosθ＝h1h2+k1k2+l1l2N1·N2]]>cosφ＝h1h4+k1k4+l1l4N1·N2]]>其中N＝h2＋k2＋l2h4＝h1＋h2k4＝k1＋k2l4＝l1＋l2在第一層薄片上裝有兩個標距裝置，它們之間是一個扇形通口，通過該通口可看到第二層薄片上的一個r～Lλ／a圖表(Lλ／a＝r／
，r為電子衍射譜中的中心斑點到衍射斑點的距離，a為點陣常數(shù))，它是由一些r～Lλ／a關(guān)系曲線組成的，每條曲線都對應于一個晶面族｛h k l｝，相應的指數(shù)h k l被標在了每條曲線上。在圖表中，有一個Lλ／a的刻度尺，它注明了各徑向方向上的Lλ／a值，還有一個可測徑向方向上的距離的刻度尺。此外，在第一層薄片上還有兩個磁性夾底片裝置。在外框上還有兩個轉(zhuǎn)塊，它們分別連接著第二層和第三層薄片。
在一個具有上述技術(shù)特征的電子衍射譜標定儀上，r～Lλ／a圖表和各小孔旁的指數(shù)，可以都出自于立方晶系中的一種點陣，還可以分別出自于立方晶系中的兩種點陣。
上述電子衍射譜標定儀的標定原理如下1、在待標定的單晶電子衍射譜底片上，選出一個特征平行四邊形，讓其中的最短邊r1、次短邊r2和長對角線r4分別與第一層薄片的直刻線、第三層薄片的直刻線以及第二層薄片的直刻線準確重合。
2、按第一層薄片上的一個小孔旁的指數(shù)標定兩個低指數(shù)的衍射斑點和相應晶面的晶帶軸，這個小孔應該是處于這種狀況下的它正好與第二層薄片中的一個小孔相通，又正好對著第三層薄片上的一個斑點。其他斑點的指數(shù)可通過矢量合成的方法標出。
3、以上是初步標定結(jié)果，要使結(jié)果更可靠，還要對它進行校核。這時先取出標距裝置，將它放在底片上，從同一起點開始，分別作出r1、r2、r3、r4等的長度標記，然后將標距裝置裝回到電子衍射譜標定儀上，再轉(zhuǎn)動第二層薄片，使每個r的標記均能與r～Lλ／a圖表中的一條曲線重合。如果相應的指數(shù)能與初步標定的結(jié)果相符，則可肯定初步標定的結(jié)果。
4、當初步標定的h1k1l1、h2k2l2的指數(shù)較低時，校核中可不用作出各r的長度標記，這時可先用衍射譜底片的r1在圖表中找出這一衍射譜的Lλ／a值，然后再從同一點起，分別讓底片中的其他r沿該Lλ／a值方向找出能與其頂點重合的曲線，再用這些曲線上的指數(shù)對初步標定的結(jié)果進行校核。
由上所述可見，這種電子衍射譜標定儀可直接根據(jù)電子衍射斑點的位置，標定電子衍射譜，而不需要測量和計算任何間接數(shù)據(jù)，也不需要查圖查表，所以它可以使電子衍射譜的標定，比采用計算尺和計算器計算，以及查圖查表法更簡單、快速，尤其在需要標定的電子衍射譜較多時，這些優(yōu)越性就更明顯。而這些優(yōu)越性的存在又使得它更便于對一幅衍射譜作多次反復的標定和校核，因而，又能使最后的標定結(jié)果具有更高的可靠性。此外，由于這種電子衍射譜標定儀的制作成本低，容易做到人手一套，所以它的使用就比計算機更加經(jīng)濟方便。
本實用新型有如下附圖

圖1，體心立方電子衍射譜標定儀圖2，體心立方電子衍射譜標定儀根據(jù)底片上衍射斑點的位置直接標定單晶電子衍射譜的方法圖3，在標距紙上作出r1、2r1、3r1長度標記的方法圖4，利用標距紙上各r的長度標記，對初步標定結(jié)果進行校核的方法圖5，根據(jù)底片上的衍射斑點的位置，對初步標定結(jié)果進行校核的方法
以下結(jié)合附圖介紹一種實用新型的具體實例。圖1是一種體心立方電子衍射譜標定儀，它是由四層厚度均為1mm的白色硬塑料薄片組成的，其中第一層薄片［1］和第四層薄片［4］都被粘固在外框［5］上，同時又分別被同心地粘固在一根轉(zhuǎn)軸的上下斷面上。第二層薄片［2］和第三層薄片［3］上均有一個同心的軸孔，轉(zhuǎn)軸就從該孔通過。轉(zhuǎn)塊［6］和［7］分別與第二層薄片［2］和第三層薄片［3］連接，當沿外框［5］推動它們時，第二層薄片［2］和第三層薄片［3］可隨之轉(zhuǎn)動。
第一層薄片［1］上有一條通過圓心［8］的直刻線［9］。第二層薄片［2］上有一根高度為1mm的凸條［10］，它被套在第一層薄片［1］上的一個小扇形通口中，第三層薄片［3］上也有一根凸條［11］高度為2mm，同時被套在第一層薄片［1］和第二層薄片［2］的小扇形通口中。這兩根凸條的表面上均有一條指向圓心［8］的直刻線。第一層薄片［1］上的小孔是沿不同徑向方向排列的，相鄰孔列的排列方向之間的夾角均為15°，而且相鄰孔列上的孔是處于半徑不同的圓周上的(見圖2)。每個孔旁所標的指數(shù)是這樣取的按照小孔從上到下從左到右的這種順序，先取r1與r4之間夾角小的衍射譜的指數(shù)。第二層薄片［2］上的小孔以及第三層薄片［3］上的斑點位置是這樣確定的先根據(jù)第一層薄片［1］上的小孔旁的指數(shù)，計算出相應的φ和θ值，然后再分別轉(zhuǎn)動第二層薄片［2］和第三層薄片［3］，使凸條［10］和凸條［11］上的直刻線分別與第一層薄片［1］上的直刻線［9］相交成φ角和θ角，這時再從第一層薄片［1］的那個小孔位置處鉆孔，直至第二層薄片［2］也被鉆通為止。再通過這兩層薄片的小孔，在第三層薄片上作出一個與小孔同樣大小的紅色斑點。在第一層薄片［1］的每列小孔上方都有一個色塊［12］，根據(jù)各列小孔所占的φ角范圍，在角度尺［13］中也在該角范圍內(nèi)涂上了同樣的色塊［14］(見圖2)。在第一層薄片［1］的圓心附近還有兩個夾底片裝置，它是由鑲嵌到第一層薄片中的鐵皮［23］和［24］以及自由磁鐵［25］和［26］組成的。
第一層薄片［1］上還有一個大扇形通口，在它的兩個直邊上都裝有一個夾標距紙的夾條［15］和［16］，它們就是簡單的標距裝置。夾條［15］和［16］的中部都有一個燕尾榫［17］和［18］，當把它們插入到第一層薄片［1］上的燕尾槽時，它們就被固定在第一層薄片上。夾條［15］和［16］的兩端都有夾標距紙的小縫，當夾有標距紙的兩夾條［15］和［16］被裝到第一層薄片［1］上時，兩標距紙條外側(cè)直邊均指向圓心［8］，且相互垂直。第二層薄片［2］上的r～Lλ／a圖表分為前部［19］和后部［20］兩個部分，圖表前部［19］可以這樣繪制，順時針轉(zhuǎn)動第二層薄片［2］，使該層上的小孔靠近夾條［15］，再沿夾條［15］上的紙條外測直邊，從起點線［21］開始，在第二層薄片上作出
…(它們對應于衍射譜中的r1、r2、r3…)的長度標記(單位取毫米)，然后再逆時針轉(zhuǎn)動第二層薄片［2］5°，按前面的方法作出
…的長度標記，如此下去，直到第二層薄片［2］的總轉(zhuǎn)角達90°為止。最后把N值相同的點連成一條曲線，標上相應的指數(shù)，這些曲線就組成了圖表前部［19］。由于薄片半徑尺寸的關(guān)系，圖表前部［19］中只有一個較窄的區(qū)域內(nèi)能繪上高指數(shù)的曲線，而且這些曲線的間距都較小，不便于使用，為了能得到間距較寬的高指數(shù)曲線，在該圖表中把本該畫在外框［5］外面的曲線，移到了外框［5］內(nèi)的另一側(cè)，圖表后部［20］就是這部分曲線。圖表后部［20］的繪制是與圖表前部［19］同時進行的，這時所作的各n
的的長度標記，仍是以起點線［21］開始，當n
的長度超出了夾條［15］的末端B時，就把剩余的長度從夾條［16］的C端開始沿其中的紙條外側(cè)直邊在第二層薄片上標出，然后再把第二層薄片［2］轉(zhuǎn)動5°，以同樣的方式作出下一個
、
…中各長度標記，按照這種方法作到第二層薄片［2］總轉(zhuǎn)角達90°為止，通過剩余長度標記作出的曲線就是圖表的后部［20］(整個圖表占了第二層薄片［2］面積的一半，圖1中的圖表有一半的面積被遮蓋在第一層薄片［1］之下)。整個圖表也可看成是由一些彎曲的“帶”組成的，相鄰的“帶”之間的交界線，就是圖表中的r～Lλ／a關(guān)系曲線，為了便于讀出每條曲線上的指數(shù)，一部分“帶”被涂成了黃色(或其他顏色)，這些黃色的“帶”每條都位于兩條未涂色的“帶”之間。圖表中的Lλ／a刻度尺［22］注明了各徑向方向上的Lλ／a值。根據(jù)公式Lλ＝rd(d——晶面間距)可知，Lλ／a就等于n。長度尺［28］可測出標距紙上各個標記到起點線［21］距離。
圖2、圖3、圖4和圖5以一個例子示出了這種電子衍射譜標定儀的使用方法，其步驟如下1、將待標定的單晶電子衍射譜的底片［27］放在第一層薄片上(見圖2)，使特征平行四邊形的一個銳角頂點與圓心［8］準確重合，短邊r1與第一層薄片上的刻線［9］準確重合，然后用磁鐵［25］和［26］固定底片。
2、移動轉(zhuǎn)塊［6］和［7］，使凸條［10］和［11］上的刻線分別轉(zhuǎn)至圖2所示位置。
3、這時凸條［10］中的刻線下端處一個深色的色塊［14］范圍內(nèi)，在相同顏色的色塊［12］下方的孔列中，有一個小孔［29］通過第二層薄片［2］上的一個小孔，并對著第三層薄片［3］中的一個斑點，根據(jù)小孔［29］旁的指數(shù)，可初步標定該電子衍射譜的h1k2l1、h2k2l2、uvw分別為011、310、133，其余斑點指數(shù)可按矢量合成法得出。
4、對初步標定的指數(shù)，按圖3、圖4或圖5的方法進行校核。圖3、圖4所示的方法是這樣的(1)先按圖3在標距紙上作出r1、2r1、3r1的長度標記(在該例中，由于底片［2］上的r1長度較小，所以在作標記時把它擴大了一倍，這個倍數(shù)根據(jù)底片的情況還可取不同的值)，再以同樣的方法作出r2、r3、r4等的長度標記(擴大的倍數(shù)與r1相同)。(2)然后再將夾條［15］裝回到第一層薄片［1］上，移動轉(zhuǎn)塊［6］使r1、2r1、3r1的長度標記分別與圖表［19］中的110、220、330的曲線重疊(見圖4)。再找出與r2、r3、r4長度標記重合的曲線，把相應的指數(shù)與初步標定的結(jié)果比較，前后是一致的，所以就肯定了初步標定的結(jié)果。如果校核中要作的r長度標記已超出了夾條［15］的B端，那就應把夾條［15］的B端與夾條［16］的C端并接起來，以夾條［15］的A端為起點，在兩夾條的標距紙上作出各r的長度標記，然后再分別裝回原位，按前述方法讀出相應的指數(shù)。在這個例子中，初步標定的h1k1l1、h2k2l2的指數(shù)較低，所以還可以按圖5的方式校核(1)先把底片［27］放到第一層薄片［1］上，讓特征平行四邊形短邊r1方向上的所有斑點與夾條［15］上的標距紙外側(cè)直邊重合，其中一個斑點同時還與A端重合，用磁鐵［25］固定底片，再將圖表轉(zhuǎn)至圖5所示位置。(2)然后再將底片放到使r2與標距紙外側(cè)直邊重合的位置上，這時相應的衍射斑點與310的曲線重合，以同樣方法再找出與其他衍射斑點對應的曲線，由此得到相應的指數(shù)。這種校核方法比前一種更簡單、更快些。
在電子衍射譜的初步標定中，有時可以同時從第一層薄片［1］的兩個小孔，看到第三層薄片［3］的斑點(其中的一部分)，這時，步驟4還可起到從兩種初步標定結(jié)果中確定其中一種的作用。
另一個實施例是一個體心立方和面心立方電子衍射譜標定儀，它與上述實施例的不同之處僅在于，它沒有繪制體心立方圖表的后部［20］，而是以面心立方的圖表代之，其繪制方法與體心立方相同。另外，第一層薄片上的許多小孔中，有一半的小孔旁所標的指數(shù)是面心立方的。除此之外的其他部分均與體心立方電子衍射譜標定儀相同。在標定功能上，它即可標定體心立方電子衍射譜，又可標定面心立方的電子衍射譜，標定方法與上一個實施例完全相同。
權(quán)利要求1.一種立方晶系電子衍射譜標定儀，由四層硬質(zhì)圓形薄片同心地重疊而成，第一層薄片[1]與第四層薄片[4]通過中心轉(zhuǎn)軸和外框[5]被固定在一起，第二層薄片[2]和第三層薄片[3]均可繞圓心轉(zhuǎn)動，其特征在于(1·1)第一層薄片[1](1·1·1)上表面有一條通過圓心[8]的直刻線[9]，它附近有兩個磁性夾底片裝置；(1·1·2)有許多小孔，每個孔旁均標有一組h1k1l1、h2k2l2、uvw指數(shù)；(1·1·3)有兩個標距裝置[15]和[16]，在它們之間是一個扇形通口；(1·2)第二層薄片[2](1·2·1)有一條指向圓心[8]的直刻線，它位于凸條[10]上，與第一層薄片[1]上的直刻線[9]處于同一平面上；(1·2·2)有許多小孔，它們與第一層薄片[1]上的小孔有一一對應的關(guān)系；(1·2·3)有一個由r～Lλ/a關(guān)系曲線組成的圖表，它的各個部分都可轉(zhuǎn)到兩個標距裝置[15]和[16]之間，圖表上有一Lλ/a刻度尺；(1·3)第三層薄片[3](1·3·1)有一條指向圓心[8]的直刻線，位于凸條[11]上，與上兩層的直刻線處于同一平面上；(1·3·2)有許多顏色與薄片差別較大的斑點，它們與上兩層薄片的小孔有一一對應的關(guān)系；(1·4)第四層薄片[4]是立方晶系電子衍射譜標定儀的底面。
2.按權(quán)利要求1所述的立方晶系電子衍射譜標定儀，其特征在于第一層薄片［1］上各小孔旁所標指數(shù)，以及第二層薄片［2］上的圖表都只屬于立方晶系中的一種點陣。
3.按權(quán)利要求1所述的立方晶系電子衍射譜標定儀，其特征在于第一層薄片［1］上各小孔旁所標指數(shù)，以及第二層薄片［2］上的圖表都包括了立方晶系中的兩種點陣。
專利摘要本實用新型適用于標定立方晶系物質(zhì)的電子衍射譜，其標定方法簡單、快速、可靠性高且價廉、方便。它由四層圓形薄片同心地重疊而成，中間兩層可繞圓心轉(zhuǎn)動。在上三層薄片上均有一指向圓心的直刻線，它們處于同一平面上。上兩層中有許多具有一一對應關(guān)系的小孔，第三層有許多顏色與薄片差別較大的斑點，它們與上兩層的小孔也具有一一對應的關(guān)系。在第二層薄片上有一個由r～Lλ/a關(guān)系曲線組成的圖表，它位于最上層薄片的一個通口下。
文檔編號G01N23/20GK2100624SQ9120628
公開日1992年4月1日 申請日期1991年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月16日
發(fā)明者任遙遙 申請人:武漢水利電力學院