X射线物相定量分析

《X射线物相定量分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第七章X射线物相定量分析7.1物相定量分析原理每种物相的衍射线强度随其含量的增加而增大。由强度值可确定物相含量。多相试样中各相的衍射强度随该相的含量增加而增强，但由于各种因素的影响，并不一定成线性的正比关系。物相定量对强度的测试及分析精度要求较高。7.1.1单一物相的衍射线强度单相物质的线吸收系数是定值，所以衍射强度I与参与衍射的体积V成线性关系。7.1.2多相混合物中某相的衍射线强度多相混合物中任一相j的某条衍射线的强度不仅与j相在混合物中的含量有关，而且与混合物各相吸收作用有关。多相混合物物相定量

2、基本公式基体效应：多相物质中各相的吸收系数不同，从而使各相的衍射强度Ij与其含量xj不呈线性关系，这种由于基体吸收引起强度与含量不呈线性的现象，称为基体吸收效应。7.2物相定量分析方法关键是解决试样吸收的影响——消除基体效应。7.2.1内标法在试样中加入某种纯物质s相作为标准物质以求得原试样中各物相含量的方法。内标物应是原试样中没有的纯物质(如-Al2O3、NaCl、CaF2等)，待测相j与基体M(单相或多相)以及内标相s共同组成一个多相混合物。令质量为Ws的内标物与质量为W0的原试样均匀混合，则加了

3、内标的混合试样中待测相j和内标相s的质量分数分别为待测相j在原试样中的质量分数为在同一实验条件下，测得混合样中s相和j相的某一较强衍射线强度，由基本公式知当规定所有待测样品都混入相同质量分数xs的内标，则有当s相、j相、衍射线指数hkl、波长及xs一定时，Csj为常数，待测相含量与强度比成直线关系。Csj可由实验测定——标准曲线的斜率。例如，以萤石为内标，测定碳酸盐岩中白云石[CaMg(CO3)2]、方解石(CaCO3)和石英(SiO2)含量，方法如下：（1）研细试样过320目，缩分后准确称取4g；（

4、2）准确称取0.4g过320目的纯萤石粉，使之与未知样均匀混合，细而匀；（3）测定各物相和内标相的一个特定衍射峰强度，如石英的101峰(d=3.34Å)、萤石的111峰(d=3.16Å)、方解石的104峰(d=3.04Å)、白云石的104峰(d=2.88Å)，CuK辐射，一般用峰高强度即可，精确测定时用积分强度。（4）分别计算每一物相和内标物的特定衍射线强度比：I白云石104/I萤石111，I石英101/I萤石111和I方解石104/I萤石111（5）查标准曲线分别读出白云石、石英和方解石的百分含量，

5、再由下式计算各物相在原样中含量。7.2.2K值法（基体清洗法）改进了的内标法，引入常数K消除基体效应。以刚玉作普适内标，K值是待测相j的纯样与纯刚玉等质量混合时两相最强线的强度比，是一广泛采用的参比强度I/Ic，一般可查PDF卡或索引得到。K值法的特点：（1）K值法的Kcj与xc无关，且为常数，Kcj=Cj’/Cc’;（2）无需绘制标准曲线。只要配制一个二元系标样，且内标物的质量分数xc可随意，由计算即可求得Kcj值。而内标法的标准曲线至少要测三个点；（3）K值为普适常数。可用于任何多相混合物的物相定量

6、分析，不仅不受非晶相干扰，还可差减出非晶相或漏测的低含量物相。例1在由ZnO、KCl、LiF组成的三相混合物中，加入一定量刚玉粉作为标准物，所得实验数据和计算结果如下表。表1实测参比强度与卡片值对比试样衍射强度/CPSKcj计算值Kcj卡片值ZnO:Al2O3=1:18178:18814.354.5KCl:Al2O3=1:14740:12233.883.9LiF:Al2O3=1:13283:24871.321.3表2各物相实际含量与测得含量对比59917.960.8181Al2O322.4318.408

7、10LiF26.8081.5321.992845KCl50.1541.14596882.043.7377ZnO算得原样中xj’/%加标混合样中测得各物相含量xj/%衍射强度/CPS实际含量/%质量/g物相例2以刚玉为标准物，求ZnO、TiO2、BaSO4、非晶相SiO2四相混合物中各物相含量。表3求各物相含量的数据100.0011021117.1313.72－0－SiO21.002.072.972.15参比强度I/Ic104002衍射线hkl33119.900.3202Al2O331.1924.9886

8、0BaSO415.5980.1012.49617TiO236.0928.91103480.101.2886ZnO算得原样中xj’/%加标混合样中测得各物相含量xj/%衍射强度/CPS实际含量/%质量/g物相所测数据来自同一次扫描，仪器和制样误差降至最小，以上二例使用了单色器和PHA，结果误差0.3%。7.2.3绝热法（自清洗法）由K值法简化而来。对两相（j相和R相）混合物，xj+xR=1在两相混合物中，不需另加标准物，两相互为内标，靠自身