最新第五节x射线物相分析教学讲义PPT.ppt

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1、第五节x射线物相分析一、定性相分析qualitativeanalysis定性相分析的理论基础A、X射线衍射线的位置决定于unitcell的形状和大小，也即决定于各晶面的interplanarspace，而衍射线的relativeintensity则决定于晶胞内原子的种类、数目及排列方式。每种晶态物质都有其特定的结构，不是前者有异，就是后者有别，因而就有其独特的diffractionpattern。B、当试样中包含两种或两种以上的crystallinematerials时，它们的衍射花样同时出现，而不会相互干涉。C、混合物中某相的衍射线强度取决于它在

2、试样中的相对含量，因此根据各相衍射线的强度比，可以推算出它们的相对含量。2021/8/18粉末衍射文件PDF(PowderDiffractionFile)1936年Hanawalt等人首先提出检索索引，1938年又首先提出数据卡片；1941年美国材料试验学会(AmericanSocietyforTestingandMaterials)，ASTM卡片后来粉末衍射法化学分析联合委员会(JointCommitteeonChemicalAnalysisbyPowderDiffractionMethods)，1963将X射线粉末数据文件改名为粉末衍射文件(P

3、owderDiffractionFile)(简写为PDF)1964粉末衍射标准联合委员会(JointCommitteeonPowderDiffractionStandards简写为JCPDS)1977年JCPDS的衍射数据国际中心(InternationalCentreforDiffractionData，简写为ICDD)2021/8/18在大范围内取八个强衍射峰，列出八个d值，处在前三位的是2θ＜90°的三个强峰，第一位是最强衍射峰的d值，第二位是次强的，第四到第八位按强度递减排列。Hanawalt将d值从999.99到0.00分成若干组。每个物

4、相相关的条目按第一个强峰的d值入组，每一个组中按第二强峰的d值从大到小按顺序排列，第二个d值相同的按第三强峰的d值排列，以此类推哈纳瓦特数值索引2021/8/18某纯物相d值nm5.393.433.392.692.542.212.121.52强度39610245634多铝红柱石2021/8/18芬克数值索引Fink索引是按d值大小编排，将八个强衍射峰按d值从大到小依次排列，选四个强峰印成黑体，这四个峰轮流为首，改变次序时首尾相接，再如Mullite相物相在Fink数字索引中出现4次。2021/8/18定性相分析的一般步骤制样测量d和I值手工检索未知

5、相的PDF卡片定性相分析的计算机自动检索2021/8/18制样衍射仪试样1~40μm颗粒制成平板试样德拜法照相试样粉末试样粘在细玻璃丝上，制成针状圆柱试样纪尼叶相机试样根据要求，制成薄的粉末透射试样2021/8/18测量d和I值使用高速的德拜相机、纪尼叶机机或衍射仪，选择合适的试验条件，获取试样的衍射花样，德拜或纪尼叶相机预期的实验精度见下表。最好使用纪尼叶相机或衍射仪，可以在d值测定及强度测定方面达到较高的精度。为缩短测算时间，当用Cu靶Kα或更短波长的Kα时，一般测量取2θ不超过90°范围内的衍射线是适宜的。Φ114.6mm的纪尼叶相机的2θ＝

6、L/2，一般2θ＜60°，同时可摄照四个试样。2021/8/18d/nm0.50.40.30.20.1Φ114mm德拜相机±Δd/nm0.00250.00180.00100.00040.0002Φ114mm纪尼叶相机±Δd/nm0.00070.00050.00030.00020.00001使用各种相机时预期的实验精度2021/8/18对所测得的衍射花样，用相应的工具测算出2θ角及d值，相对强度I/I1(I1是最强线强度)。(在带计算机的衍射仪中，d值与I/I1计算是自动的，并可作Kα2的分离校正)，主要列出2θ＜90°范围内的衍射线。在用衍射仪自动

7、测量时，2θ精度可到0.01°。有些衍射仪2θ值可精确到0.002°或更高，而d值可取小数点后面四位数字。将所得衍射花样按d值大小，将d值及I/I1列成表。2021/8/18二.定量相分析1936年G.L.克拉克(Clark)和D.H.雷诺兹(Reynolds)用X射线内标法定量测定了矿粉中的石英含量，用的是德拜照相法。1948年，L.E.亚历山大(Alexander)和H.P.克鲁格(Klug)对内标法作了数学推导。同时，B.L.阿弗巴赫(Averbach)和M.U.科亨(Cohen)等人发展了直接比较法，并采用了积分强度表示。50年代初以后，多

8、使用衍射仪进行测量。1970年开始国际粉末衍射标准联合委员会编辑和出版的PDF卡的无机物相索引或条目后列有物相的参考强度比