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时间:2018-12-06
《岩石矿物样品成分分析法.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、岩石礦物樣品成分分析法8主要元素(majorelements)X-rayfluorescencespectrometry-X光螢光分析(XRF)8微量元素(traceelements)Activationanalysis-活化分析Emissionspectrometry-發射光譜Flameemission,absorptionorfluorescencephotometry-火焰吸收光譜Chromatometer-層析儀Massspectrometry-質譜儀Polarographyandcoulometry-電極、電量分析法Spectr
2、ophotometry-分光光譜儀X-rayfluorescencespectrometry-X光螢光分析(XRF)8礦物鑑定、礦物化學X-raydiffractometer-X光繞射分析(XRD)Electronprobemicroanalysis-電子微探分析(EPMA)X-射線分析法原理:當原子接受外界能量後,原子成為激發態。當能量不大時,原子中最外層的價電子會躍升到較高的能階去;但當能量極大時,原子內層穩定的電子也會因吸收能量而移向外層或放射出去。當原子內層失去電子後,外層電子就會移向內層,填補空軌,當原子外層電子移向內層電子空軌
3、道時,放出的能量是移動兩個能階的能量差,這個能量差所形成射線,就是X-射線。X-射線分析儀器:常用的X-射線分析儀器有:(1)X-射線光譜儀(X-raysepctrometer)(2)X-射線繞射儀(X-raydiffratometer):XRD(3)X-射線螢光儀(X-rayfluorescencespectrometer):XRF(4)電子微探儀(Electronmicroprobe)通常X-射線分析儀器,一定包括以下部分:(1)高電壓發生器(High-voltagegenerator)(2)X-射線管(X-raytube)(3)分光
4、晶體(Analyzercrystal)(4)偵檢器(Detector)X-射線的繞射現象和布拉格定律:當X-射線被一晶體內的規則環境散射,散射的光線間即產生干涉(建設性或破壞性都有),因為散射中心之間的距離與輻射波長長短相近,即為繞射。繞射的條件:(1)原子層之間的間隔必須與輻射的波長大約相同;(2)散射中心的空間分佈必須有高度規則性。布拉格定律(Bragg'sLaw):有一窄光束以θ角打在結晶表面,射線與O,P,R處的原子作用而產生散射。如果距離:AP+PC=nλ其中n為整數,則散射的輻射會在OCD同相,晶體看起來像是反射X-射線。又知
5、道AP=PC=dsinθ其中d為結晶的平面距離,因此可得出光束在θ角的建設性干涉條件為:nλ=2dsinθ(Braggdiffractionlaw)只有在入射角滿足sinθ=nλ/2d時,X-射線像是被晶體反射,其他角度都是破壞性干涉。X-射線繞射分析:將物質研磨成細粉,測定此細粉的X-射線繞射情形,鑑定物質結晶型態的簡便方法,稱為粉末繞射。根據粉末繞射光譜,可以鑑定結晶性物質。由光譜上之各繞射角,就可以根據Braggdiffractionlaw,算出結晶中所有組面的垂直距離。再者,結晶上各面原子密度不同,則各面繞射時的強度也就不同,因此
6、由一粉末繞射光譜中,各光譜線的強弱和位置,就可以鑑定某一結晶物質的存在。若樣品是很多種結晶性物質的混合物,各成分的繞射光譜均可觀察的到。光譜線的強度,大致與各成分的含量成正比。因此,X-射線粉末繞射光譜也可以作各結晶成分的定量分析;不過精確度不高。應用:(1)判別結晶物質中原子的間隔與排列,對金屬、高分子物質和其他固體物理性質有更清晰的聊解。(2)定性鑑定結晶化合物(因為每種物質的X-射線繞射線都很特別,如果一未知樣品的繞射線與已知標樣相符,就可認定它們化學成分上相同)。以X-射線繞射鑑定結晶化合物X-射線螢光分析:用強度很高的X-射線照
7、射樣品,樣品會因吸收X-射線的能量而激發,放出所含元素本身特有的X-射線光譜。這種方式產生的X-射線是為螢光。將樣品放射出來的螢光,利用分光晶體分光後,偵檢各不同波長的強度,就可以分析樣品中所含的元素種類,也可更進一步定出含量。注意在使用X-射線螢光儀時,必須慎選所用的X-光管。其靶極的元素不能是欲分析的樣品中所含的元素。因為激發螢光的原X-射線,自X-光管發射照射樣品時,必有部分會被反射經分光晶體而被偵檢到若樣品中有靶極元素,其發射的螢光就與原發的X-射線相同,就不能分析。可用在定性與定量分析。質譜分析法將樣品中的化合物離子化,變成快速
8、移動的離子(常帶正電),然後根據其質量電荷比(質荷比)解析得到一質譜。質譜分析法的應用是根據各物種經游離化所產生的正電粒子,有不同的質量分佈。所以,質譜提供的資料可以用在解析化學結構上。P原理
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