XRD定性分析PPT精選文檔

1、1X X射線物相定性分析射線物相定性分析 2l定性分析的原理l粉末衍射卡片的組成l粉末衍射卡的索引l物相定性分析方法3組織形貌組織結構的鑒定：金相顯微鏡，電子顯微鏡加工工藝的制定：鑄造軋制板機械加工機械精加工4567（1）由于不同的物質各具有自己的原子種類、原子排列方式和點陣參數(shù)，在一定波長的X射線照射下，進而呈現(xiàn)出特定的衍射花樣。（2）多相物質的衍射花樣互不干擾，相互獨立，只是機械地疊加。（3）衍射花樣可以表明物相中元素的化學結合態(tài)，即相結構。8晶胞大小與形狀晶胞中的原子種類與坐標X射線衍射花樣的方向（位置）X射線衍射花樣的強度d5d4d3d2d1d5d4d3d2d1d6d7 照相法衍射花樣

2、衍射儀法衍射花樣d-I數(shù)據(jù)9 通常用d（晶面間距表征衍射線位置）和I（衍射線相對強度）的數(shù)據(jù)代表衍射花樣。用d-I數(shù)據(jù)作為定性相分析的基本判據(jù)。 定性相分析方法是將由試樣測得的d-I數(shù)據(jù)組與已知結構物質的標準d-I數(shù)據(jù)組（PDFPDF卡片）卡片）進行對比，以鑒定出試樣中存在的物相。102.粉末衍射卡片（PDF卡片）的組成11實驗條件：實驗條件：Rad.輻射種類（如Cu K)；波長；Filter濾波片；Dia.相機直徑；Cut off相機或測角儀能測得的最大面間距；Coll光闌尺寸；I/I1衍射強度的測量方法；d corr. abs.?所測值是否經過吸收校正；Ref參考資料晶體學數(shù)據(jù)：晶體學數(shù)據(jù)

3、：Sys.晶系；S.G空間群；a0、b0、c0，、晶胞參數(shù)；A= a0/b0 ，C= c0 / b0 ；Z晶胞中原子或分子的數(shù)目； Ref參考資料物理性質：物理性質：、n、折射率；Sign光性正負；2V光軸夾角；D密度；mp熔點；Color顏色； Ref參考資料試樣來源：試樣來源：制備方法；化學分析，有時亦注明升華點（S.P.），分解溫度（D.T.），轉變點（T.P.），攝照溫度等。礦物學名稱：礦物學名稱：數(shù)據(jù)高度可靠i已指標化和估計強度，但可靠性不如O可靠性較差C衍射數(shù)據(jù)來自理論計算。物相的化學式和名稱：物相的化學式和名稱：其后常有一個數(shù)字和大寫英文字母的組合說明。數(shù)字表示單胞中的原子數(shù)；英

4、文字母表示布拉菲點陣類型：C簡單立方；B體心立方；F面心立方；T簡單正方；U體心正方；R簡單菱方；H簡單六方；O簡單斜方；Q底心斜方；S面心斜方；M簡單單斜；N底心單斜；Z簡單三斜。123.PDF卡片的索引索引有兩類：l 以d 值數(shù)列為索引l 以物質名為索引134.物相定性分析方法人工檢索卡片庫計算機軟件全譜擬合計算機檢索卡片數(shù)據(jù)庫原原 理理 相相 同同效效 率率 提提 高高14152.09- 2.132.471.80I“三強線”2.09- 2.131.801.50II“三強線”2.09- 2.131.801.28III“三強線”16171819物相定性分析所應注意問題 1. 對于數(shù)據(jù)d值，由

5、于檢索主要利用該數(shù)據(jù)，因此處理時精度要求高，而且在檢索時，只允許小數(shù)點后第二位才能出現(xiàn)偏差。 2. 特別要重視低角度區(qū)域的衍射實驗數(shù)據(jù)，因為在低角度區(qū)域，衍射所對應d值較大的晶面，不同晶體差別較大，衍射線相互重疊機會較小。 3. 在進行多物相混合試樣檢驗時，應耐心細致地進行檢索，力求全部數(shù)據(jù)能合理解釋，但有時也會出現(xiàn)少數(shù)衍射線不能解釋的情況。在物相定性分析過程中，盡可能地與其它的相分析結合起來，互相配合，互相印證。20茍中平、石永良、余以明、諸建陽、何聯(lián)茍中平、石永良、余以明、諸建陽、何聯(lián)21物相定量分析目的物相定量分析目的在多相混合物中確定各相的含量在多相混合物中確定各相的含量基本原理定量分

6、析的基本原理是物質各相的定量分析的基本原理是物質各相的衍射線衍射線的強度的強度隨該相在混合物中相對含量的增加隨該相在混合物中相對含量的增加而增加。而增加。22 表示入射線強度，各參數(shù)都是表示入射線強度，各參數(shù)都是單相單相物質的衍射參物質的衍射參量。量。對多相混合物，對多相混合物，l l應為混合物的吸收系數(shù)應為混合物的吸收系數(shù)其余均與含量無關（記為其余均與含量無關（記為K1，未知常數(shù)）。則：，未知常數(shù)）。則： I= K1 C/23該公式表示了待測物相的在試樣中的該公式表示了待測物相的在試樣中的質量分數(shù)質量分數(shù)與衍射與衍射峰強度峰強度之間的關系。之間的關系。 對對和和兩相，各自密度分別為兩相，各自

7、密度分別為和和，線吸收系數(shù)為，線吸收系數(shù)為和和, , ,質量百分比分別為質量百分比分別為x x和和x x。混合物的線吸收系數(shù)：混合物的線吸收系數(shù)： （ x/ + x/） C = V/ V = x/ 因此，因此， 相的衍射強度公式：相的衍射強度公式： I= K1 C/ = K1 x/( x/ + x/ ) = K1 x/x(/- /) + / = K1 x/(A x+B)24物相定量分析的具體方法有物相定量分析的具體方法有: :外標法（單線條法）外標法（單線條法）內標法內標法K K值法值法直接比較法直接比較法( (絕熱法）絕熱法）251 1、外標法、外標法（單線條法）（單線條法）將將所需物相所需

8、物相的的純物質純物質另外另外單獨標定單獨標定，然后與多相混合物中，然后與多相混合物中待測相的待測相的相應衍射線強度相應衍射線強度相比較。相比較。如兩相混合物（如兩相混合物（+ +）：）：I= K1 x/x(/- /) + / 對純對純相相(I)0 = K1/ 二者相除可消掉二者相除可消掉K1，得，得 I/ (I)0 = x(/) /x(/- /) + / 測出測出I和和 (I)0 ，已知各相的質量吸收系數(shù)，已知各相的質量吸收系數(shù)，即可求得即可求得x。也可以確定若干個也可以確定若干個x，在相同條件下測出同一根衍射線條的，在相同條件下測出同一根衍射線條的強度強度I ，作出定標曲線，根據(jù)定標曲線中，

9、作出定標曲線，根據(jù)定標曲線中I/ (I)0 的值，可以的值，可以很容易確認很容易確認相相 的含量的含量26不必在試樣中加入無關的相，可以定量計算混合物不必在試樣中加入無關的相，可以定量計算混合物中單相的含量。中單相的含量。需要配制不同需要配制不同含量的樣品做定標曲線，過程較為含量的樣品做定標曲線，過程較為復雜。復雜。27在被測在被測粉末樣品粉末樣品中加入一種恒定的中加入一種恒定的標準物質標準物質制成復合試樣。制成復合試樣。通過測復合試樣中待測相的某一衍射線強度與內標物質某一通過測復合試樣中待測相的某一衍射線強度與內標物質某一衍射線強度之比，測定待測相含量。衍射線強度之比，測定待測相含量。 標樣

10、標樣：常用：常用AlAl2 2O O3 3, SiO, SiO2 2, NiO, NiO 若被測試樣含、等若被測試樣含、等n n個相，欲測個相，欲測A A相，可摻內標物相，可摻內標物質質S S，此時相的體積分數(shù)分別為，此時相的體積分數(shù)分別為A A 和和A A ，而，而為標為標準物質在復合試樣中的體積分數(shù)，則在復合試樣中：準物質在復合試樣中的體積分數(shù)，則在復合試樣中：A ， IA / IS A A x xA A s s x xA A K4xA K KS Sx xA A 因因 xA A = = xA A(1- (1- xS S) ) 此時此時A A相含量相含量 xA A與與IA / IS 線性相關

11、。線性相關。 2 2、內標法、內標法28ASSAxKII/做出做出A相與標準物質復合試樣的相與標準物質復合試樣的定標曲線定標曲線，即，事先測量出一，即，事先測量出一套由已知套由已知A相濃度的原始試樣和恒定濃度的表征物質（即相濃度的原始試樣和恒定濃度的表征物質（即x不不變）組成的復合試樣，做出定標曲線變）組成的復合試樣，做出定標曲線,測定其測定其IA / IS ，則，則KS就可就可以確定。以確定。29原理：由內標法可得原理：由內標法可得 I Ii i/ /I IS S=(=(C Ci ix xi i/ /i i)/()/(C CS Sx xS S/ /S S), ), 令令 K Ki i = (

12、= (C Ci i/ /i i)/()/(C CS S/ /S S) )， 則有則有 I Ii i/ /I IS S= = K Ki ix xi i/ /x xS S K Ki i的處理的處理：純待測物純待測物與參比物與參比物1 1：1 1混合?；旌?。( (以以AlAl2 2O O3 3為參比物質為參比物質) )在待測樣品中加入一定質量分數(shù)在待測樣品中加入一定質量分數(shù)x xS S的參比物的參比物S S，則任意相，則任意相i i和參比和參比物物S S而言有：而言有： x xi i = = x xS S ( (I Ii i/I/IS S)/)/K Ki i，則則i i相在原始樣品中的質量分數(shù)相在原

13、始樣品中的質量分數(shù) X Xi i = = x xi i/(1- /(1- x xi i) )K K值法不需作復雜的標準曲線，無繁雜計算，從而節(jié)省了分析時值法不需作復雜的標準曲線，無繁雜計算，從而節(jié)省了分析時間，應用較廣。間，應用較廣。但與內標法一樣，必須提供純樣品物質，受到一但與內標法一樣，必須提供純樣品物質，受到一定限制。定限制。30K值法法可以判斷樣品中是否有非晶物質存在。如左右，則樣品中所有物相均為結晶相，強度數(shù)據(jù)可靠；如左右，則樣品中所有物相均為結晶相，強度數(shù)據(jù)可靠；如左如左 右右, ,表明強度數(shù)據(jù)或表明強度數(shù)據(jù)或K K值有誤。值有誤。K K值法不需作復雜的標準曲線，無繁雜計算，從而節(jié)

14、省了分析時值法不需作復雜的標準曲線，無繁雜計算，從而節(jié)省了分析時間，應用較廣。間，應用較廣。但與內標法一樣，必須提供純樣品物質，受到一但與內標法一樣，必須提供純樣品物質，受到一定限制。定限制。01)(xxIxxIKIxIxKIssissniiissiii10sxxX0表示原始物質在混合樣品中的質量分數(shù)表示原始物質在混合樣品中的質量分數(shù)31定量相分析時不與系統(tǒng)以外發(fā)生關系。定量相分析時不與系統(tǒng)以外發(fā)生關系。用試樣中的用試樣中的某一個相作標準物質直接進行比較某一個相作標準物質直接進行比較。特點：特點： （1 1）不需摻入）不需摻入內標物質內標物質，減少實測工作量。，減少實測工作量。 （2 2）既適

15、用于粉末試樣，也適用于）既適用于粉末試樣，也適用于塊體試樣。塊體試樣。特別適用于特別適用于金屬材料。金屬材料。 （3 3）不能測定含）不能測定含未知相未知相的多相混合試樣。的多相混合試樣。32根據(jù)衍射強度公式設定根據(jù)衍射強度公式設定K K和和R , R , 使得使得兩相衍射線條強度比，求得兩相衍射線條強度比，求得 C /C I / I I =R C /R C 若只有若只有 和和 兩相，則兩相，則C C C C 1 1，即可求出即可求出若有第三相碳化物若有第三相碳化物C C存在，加測存在，加測I Ic c求求I / I Ic c及及R /R Rc c，求得，求得C /Cc c因因C+ C+ Cc

16、 = 1，即可定量求出，即可定量求出IIRR1100CIIRR1100cCCVKRI2)(cossin2cos1)1(22222MHKLcePFVRrcmeIK323424033優(yōu)點優(yōu)點: : 省去了加入省去了加入內標物質內標物質的操作過程的操作過程 ( (研磨，混研磨，混合等合等) )，避免了，避免了增加額外的線條增加額外的線條，減少了譜線重疊的，減少了譜線重疊的機會機會. . 再有，由于沒有內標物質的稀釋作用，微量再有，由于沒有內標物質的稀釋作用，微量相的線相的線強度不受影響強度不受影響，防止了檢測靈敏度的下降。，防止了檢測靈敏度的下降。不足：不足：(1) K(1) K值法可以只測量一個目的相，也可以測量全部值法可以只測量一個目的