多晶体的物相分析

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1、第4章多晶体物相分析一、X射线物相分析的基本原理与思路材料分析：化学成分分析：如某一材料为Fe96.5%,C0.4%,Ni1.8%或SiO261%,Al2O321%,CaO10%FeO4%等。物相分析：如一材料C，是由金刚石还是由石墨组成。一个物相是由化学成分和晶体结构两部分所决定的。X射线的分析正是基于材料的晶体结构来测定物相的。我们知道每一种结晶物质都有自己独特的晶体结构，即特定点阵类型、晶胞大小、原子的数目和原子在晶胞中的排列等。　　这决定了，当x射线通过晶体时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的特征可以

2、用各个“反射”晶面的晶面间距值d和“反射”线的强度来表征。衍射花样的用途：一是可以用来测定晶体的结构，这个过程是比较复杂的。二是用来测定物相，这个过程比较简单。分析的思路：将样品的衍射花样与已知标准物质的衍射花样进行比较从中找出与其相同者即可。x射线物相分析方法定性分析——只确定样品的物相是什么？单相定性分析多相定性分析定量分析——分析试样中每个物相的含量。二、定性分析1、标准物质的粉末衍射卡片物相的x射线衍射花样：德拜图底片和衍射图缺点：难以保存，难以进行比较。卡片：将衍射花样经过计算，换算成衍射线的面网间距d

3、值和强度i，制成卡片进行保存2：基本原理由粉末衍射图得：I(2)各种晶体的谱线有自已特定的位置，数目和强度。其中更有若干条较强的特征衍射线，可供物相分析。多相分析的原理晶体对x射线的衍射效应是取决于它的晶体结构的，不同种类的晶体将给出不同的衍射花样。假如一个样品内包含了几种不同的物相，则各个物相仍然保持各自特征的衍射花样不变。而整个样品的衍射花样则相当于它们的迭合。除非两物相衍射线刚好重迭在一起，二者一般之间不会产生干扰。这就为我们鉴别这些混合物样品中和各个物相提供了可能。关键是如何将这几套衍射线分开。这也是多相分析的难

4、点所在。可以想象，一个样品中相的数目越多，重迭的可能性也越大。鉴别起来也越困难。实际上当一个样品中的相数多于3个以上时，就很难鉴别了。3：物相定性分析过程常规物相定性分析的步骤如下：（1）实验用粉末照相法或粉末衍射仪法获取被测试样物相的衍射花样或图谱。（2）通过对所获衍射图谱或花样的分析和计算，获得各衍射线条的2θ，d及相对强度大小I/I1。在这几个数据中，要求对2θ和d值进行高精度的测量计算，而I/I1相对精度要求不高。目前，一般的衍射仪均由计算机直接给出所测物相衍射线条的d值。（3）使用检索手册，查寻物相PDF卡片号根据

5、需要使用字母检索、Hanawalt检索或Fink检索手册，查寻物相PDF卡片号。一般常采用Hanawalt检索，用最强线d值判定卡片所处的大组，用次强线d值判定卡片所在位置，最后用8条强线d值检验判断结果。若8强线d值均已基本符合，则可根据手册提供的物相卡片号在卡片库中取出此PDF卡片。（4）若是多物相分析，则在（3）步完成后，对剩余的衍射线重新根据相对强度排序，重复（3）步骤，直至全部衍射线能基本得到解释。三：PDF卡片介绍：标准物质的粉末衍射卡片是由j.d.hanawalt于1936年创立的。1964年由美国材料试验协会（a

6、meriansocietyfortestingmaterials）接管，所以过去称为astm卡片或pdf卡片（powderdiffractionfile）。目前这套卡片由“国际粉末衍射标准联合会”（jointcommitteeonpowderdiffractionstandards）与美国材料试验协会、美国结晶学协会、英国物理研究所、美国全国腐蚀工程师协会等十个专业协会联合编纂，称jcpds卡片。它是国际上通用最为完备的x射线粉末衍射数据。至1985年出版了46000张卡片，并且在不断补充。jcpds卡片有两种方式：卡片和书。它

7、由原来的印刷卡片发行改为目前的CD-ROM电子版本，而且以每年至少增加1000个以上衍射数据的速度不断扩充。截止到2006年PDF-2数据库共收集约186,107个化合物衍射数据,新增11,408条试验和计算的形态。PDF-2/2006版提供新的用户-友好支持功能。PDF-2/2006版：ICDD、FIZ和NIST合作产品，包含186,107条物质，其中无机物159,809，有机物28,610。必须购买配套的检索软件：DDView或者DDView+Sieve，以便将数据转化为可读形式、并具备检索/匹配的功能。d1a1b1c1d7

8、8I/I12a2b2c2ddÅI/I1hkldÅI/I1hklRad.λFilterDia.CutoffColl.I/I1dcorr.abs.?Ref.399Sys.S.G.a0b0c0ACΑβγZRef.4εαnωβeγSign2VDmpColorRef.56