XRD定量分析方法.pdf

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1、高聚物晶体X射线衍射物相的定量分析大的结晶聚合物单晶（0.1mm以上，除蛋白质定量分析是基于衍射线的相对强度与物相含量之外）很难得到，一般采用多晶或单轴、双轴聚向聚间的关系。依据是：衍射线强度随着相含量的增加而合物材料样品。提高。但由于各物相的吸收系数不同，使衍射强度Ij随着2增大，衍射斑点增宽，强度下降,衍射峰并不严格正比于各相的含量xj，故须加以修正。X射主要出现在30°以下的低角区。由于晶粒尺寸很小线衍射分析是物相定量分析的一个重要手段。（一般小于30nm），结晶不完善，衍射图较弥散，谱线复杂。聚合物大多属于低级晶系，要确定晶体基本原理结构较困难。设

2、试样是由n个相组成的混合物，其线吸收系数为XRD主要用于鉴别高聚物的晶态和非晶态、借μ，则其中j相的HKL晶面衍射线强度为：助标准图谱或数据（数量较少）确定晶型、估计结晶度和晶粒大小。由于各物相的不相同，含量改变也会改变。若以质量分数表示含量：l假设j相的体积分数为fj，试样被照射的体积V为单位体积，则：质量吸收系数，故当混合物中j相含量改变时，强度公式中除fj和外，其余各项为常数（即与j相含量无关），合并记为C。则j相某根衍射线的相对累积强度jI为：定量分析就是基于这种衍射线相对强度与物j相含量的关系。外标法由此可得，又称单线条法、直接对比法。这种方法只

3、需测定n相混合物样品中待测相j某根衍射线的强度，并与纯j相的同一根衍射线的强度比较，即可确定其中，显然当相数较多时要求得m有样品中j相的相对含量。困难，但对于两相混合物有，混合物样品中j相某根衍射线的强度I为，j而纯j相试样的某根衍射线的强度(Ij)o为，因此，若知道两相的吸收系数，即可由上式求出含量。42若m1和m2未知，欲测混合物的相含量时，需对于同素异构体（化学组成相同但结构不要用纯1和2物相配制一系列不同质量分数的样品，以及一个纯1相样品。在完全相同的条件下，分别同，如-SiO2和-SiO2、-Al2O3和-Al2O3），测定各个样品中1相的

4、同一根衍射线的强度，然后由于吸收系数相同，m＝mj，故，以相对强度比I1/(I1)0和含量x1作图，从而绘出标准可直接根据样品中j相和纯j相的同一根衍射线曲线。以石英为例，的相对强度比求出j相含量。这种样品的外标法作标准曲线（也称工作曲线）的标标准曲线是直线。准样所含物相应与待测样品相同，所由此可见，外标法主要适用于测定同素异以，标准曲线只适构体和两相混合物的相组成。用于两相混合物。内标法为i相在混合物中的含量，，xi在样品中，加入一定比例的该样品中原来所没为原样中i相的含量。若xS一定，则（1－xS）也为有的纯的标准物质S（即内标物），把样品中待测常数，故

5、有相的某根衍射线的强度与加入的标准物质的某根衍射线的强度相比较，从而获得被测相的含量。显然，内标法只适用于粉未样品。在这种情况下，Ii/IS与xi成正比，只要知道系数K就可根据I/I求出x。先配制一系列含有已知的、待测i相与基体（原样品）以及含量为x的内标iSiS不同质量分数的i相的标准混合样品，在这些标准物质组成一个多相混合物，在其中S和i的某根衍射线强度分别为混合样品中加入相同质量比例的内标物质S，然后测定各标准样品中i相及S相的某一对特征衍射线的强度I和I，作I/I～x图得标准曲线（直线），回iSiSi两者之比归求得斜率K。内标法适用于多相体系，不受试样中其

6、他相的种类和性质的影响，得到的标准曲线是通用的，只内标物质的选择原则：化学性质稳定，成要测试条件与做标准曲线的实验条件相同以及x和s分和晶体结构简单，衍射线少而强，所用衍射d值相同。线靠近待测相选用的衍射线，且尽量不与其它以石英为例，在石英+NaCO的原始样品中加23衍射线重叠，不产生K系荧光。常见的有：NaCl、入内标物CaF(x=0.2)，石英选d=3.34Å衍射峰，2sMgO、SiO、KCl、-AlO、KB、CaF等。223r2CaF选d=3.16Å2衍射峰，一般每个实验点测10组数据取平均值，作标准曲线。43内标法的优缺点K值法它是对内标法的改进，目的

7、是省去制作标优点：只要实验条件相同，内标法的标准准曲线的烦琐工作。它结合了外标法和内标法曲线对于成分不同的试样组是通用的。特别适的优点，且是一种标准化的方法。正式名称为用于待测样品数量多、样品成分变化大或者无基体冲洗法。与内标法一样，在样品中加入参法知道样品的物相组成的情况。考物质S，缺点：做标准曲线较烦琐，工作量大；需加入高纯度的内标物质，有时难选到合适的内标物质；不能用于分析块体样品。把常数项合并为Ki则，Si为待测相，S为参考物（通常用α-AlO）。将S与23纯i相按质量比1:1的混合制样，测定混合物中两相部分物质的参比强度K值已测出，并以I/Icor为的衍

8、射线强度（