X射線衍射定量分析何崇智

1、定量相分析 何崇智n 原理及普適公式目的是在物相鑒定基礎(chǔ)上，測定物質(zhì)中各相含量。根據(jù)衍射強度與該物質(zhì)參與衍射的體積或重量的增加而增加關(guān)系(非線性)。表示為n相混合物中，j相某衍射線的強度與參與衍射的該相的體積Vj或重量分數(shù)Wj的關(guān)系式：為定量分析普適公式(Alexander定量分析公式)，其中常數(shù)強度因子結(jié)構(gòu)因子（i為晶胞中原子）注意：公式中，因各相m不同，每相Vj或Wj 的變化引起m總體變化，導(dǎo)致IjVj或Wj的非線性。由處理Kj與總體m的不同引伸出多種定量分析方法，以滿足實際需求，此處介紹常用方法。Rietveld無標樣定量方法將專論。試樣要求：晶粒足夠細，大小相當，混合均勻，無擇優(yōu)取向等

2、。n 外標法要純標樣，它不加到待測樣中，該法實用于大批量試樣中某相定量測量。要在相同的實驗條件，測選定的同一衍射線強度。 當 m均同（同素異構(gòu)） m均同，（對待測樣相），對純相 當m不同時a） 對兩相混合物i、j，用j相作外標可導(dǎo)出 其中mi , mj 已知，Ij和Ijs可測，從而可計算出j相在混合相中的重量百分數(shù)wj，如 既為上例。b） 可配制三個以上不同j相含量試樣，則I j及純相j相的Ijs（同一衍射線）作 曲線，利用曲線可求Wj 。對多相試樣欲求關(guān)心的相，均可按b)類同處理n 內(nèi)標法待測試樣為n相,mj不同，加恒量Ws的標樣到混合樣中的定量方法。標樣可選Al2O3, ZnO, KCl,

3、 LiF, CaF2, MgO, SiO2 , CaCO3 , NaCl , 或NiO之一，優(yōu)選吸收系數(shù)與顆粒大小相近，衍射線不重疊的作標樣?；旌显嚇又衖相某衍射線積分強度：混合試樣中S相 待測相中i相重量分數(shù)Wi ，加入樣標樣S相后，i相的重量分數(shù)為 因為 i和 s相物質(zhì)已知，i s 為常數(shù)，當一定，2(即hkl線一定)，K為常數(shù)，所以成正比。通常配置制三個以上已知Wi重量不等的試樣，且三個試樣均加入恒定Ws ，制定標曲線利用來測Wi。n K值法（1974年 F. H.Chang創(chuàng)立）.它是內(nèi)標法的發(fā)展，K值與加入標樣含量無關(guān)，無需作定標曲線，且K值易求，稱K值法也稱基本沖洗法。原理： 稱j

4、相對標樣S的K值 j和S相物質(zhì)已知， j ，s 為常數(shù)，當一定時2（即衍射線選定）為恒定，由上式可求，從而求出Wj。 從而求出Wj 關(guān)于K值：K值對一定相物質(zhì)，隨選用的靶波長，選測衍射線而定，只要求s j 一定 K為常數(shù)。國標規(guī)定 以Al2O3(剛玉)為標樣， 測S和j 相最強衍射線，新測算的K值，并列在PDF2卡右下角 K值來源：“計算，查，實測”。后者作法選Al2O3 最強線（113），取Ws50 與j相均混 K值換算 則 對非最強線的K值，只需乘以相對強度。試樣要求：稱重 0.1，s與j相顆粒D=0.1-50 m，。試樣厚度 （l為線吸收系數(shù)；、為混合粉末計算與實測密度）K值法測量步驟：

5、求值，測Ij和Is衍射線積分強度，求加S后Wj ，還原為 WjK值法的優(yōu)缺點：1、 與內(nèi)標法相比無需求它標曲線，K值易求。2、 只要內(nèi)標物質(zhì)，待測相與實驗條件相同K值恒定，故有普適性。3、 只作一次掃測即可得所有強度數(shù)據(jù)。4、 可以對感興趣的j相進行測量，試樣中可有非晶。5、 缺點是要加入S相稀釋樣品，只適用粉未試樣。n 絕熱法原理：在n相待測樣中，均為結(jié)晶相（不可有非晶相），各相的K值已知 ，可不加標樣（由待測樣中j相充當標樣，只要實測各相的Ii,hkl ，I=1.2jn,且對應(yīng)K值為已知）即可求所有結(jié)晶相含量。 j為內(nèi)標，在、2等條件相同時，Ij恒定，上式可提出來， 代入下式 可見若測各相

6、i的 Ii ，且已知，即可求各相的重量分數(shù)Wi 。優(yōu)缺點：1、 不加內(nèi)標，不作定標曲線，不稀釋基體，不增加額外譜線。2、 可用塊狀和粉末狀試樣。3、 用一個試樣可測全部物相含量。4、 缺點：不能有非晶相和含未鑒定的相，各相K值均需已知。n 實例 ( K值法與絕熱法)試樣：求莫來石(M) ，石英(Q)， 方解石（C）混合樣相含量。K值法解：加入標樣 剛玉(A) Ws=0.69。各相值：， ， 實測得IM(120+210)=922 cps，IQ（101）=8614，IC(101)=6660，IA(113)4829（用Crk輻射）計算公式： ， , , WQ=49.08% , Wc=33.51%絕熱

7、法解：計算公式：WA=，類推可得WM=5.34%，WQ=15.22%，Wc=10.40% ，n 直接對比法：不用外標或內(nèi)標物質(zhì)， 以同一試樣中各相衍射強度直接對比進行分析，常用于同素異構(gòu)體定量測定，公式中的K因子需理論計算。原理：n相各相體積分數(shù)Vi 在衍射儀下測量 (I=1,2,3.n 共n個方程)其中 需計算出 ， ， 則 ，即 ， 代入上式得： 而重量分數(shù) 奧氏體測定： 當V+V1 （二相），六線對法由（200） ，（211）分別和（200）， （220） ，（311）組成。 由理論計算與結(jié)構(gòu)，成分和波長有關(guān)。當V+V+Vc=1若已知 Vc 則 V+V1-Vc 則當 Vr+V+VFe3C=1， 用Crk輻照，（200），（123）+（312）Fe3C ，r（200）則n 定量相分析注意問題微吸收A修正各項顆粒和吸收系數(shù)差別大時，衍射強度不僅與平均吸收系數(shù)有關(guān)，也與顆粒大小D有關(guān)。對球狀顆粒（A）r0.01時，A可略，如（A）.r增加， A也增加。消光晶體完整，