物相分析

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5.3.2 非晶态物质的X射线衍射图
5.3.3 结晶度的测定
结晶度:材料中晶相所占的质量分数。
Xc
c c a
X c — 结晶度; c — 晶相的质量分数;
a — 非晶相的质量分数。
用X射线衍射法测定结晶度是通过测 定样品中晶相与非晶相的衍射强度 来实现。 Ic 1
Xc I c KI a 1 K Ia Ic
PDF卡片索引是一种能帮助实验者从数万张 卡片中迅速查到所需要的PDF卡片的工具书。 PDF索引的分类:
有机物
字母检索 检索方法 无机物
物质
数字检索(Hanawalt)
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① 字母索引
这种索引是按照物相英文名称的第一个字母为顺序编排条目。
每个条目占一横行。 若已知被测样品的主要化学成分,宜用字母索引。
现在由“国际衍射资料中心”ICDD和“粉末衍射标准联合 委员会” JCPDS联合出版,也可称为JCPDS卡片。
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PDF卡片的结构
PDF卡片的结构
①卡片的顺序号。 ②三个位置上的数 据是衍射花样中前 反射区(2θ<90°) 中三条最强衍射线 对应的面间距, ③位置上的数据是 最大面间距。
PDF卡片的结构
⑤实验条件: Rad.—辐射种类(如Cu Kα); λ—波长; Filter—滤波片; Dia.—相机直径; Cut off—相机或测角仪能测得 的最大面间距; Coll—光阑狭缝宽度; I/I1—衍射强度的测量方法; dcorr.abs.?—所测值是否经过吸 收校正; Ref—参考资料
IA K wA IS
Ws=0.2
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第三节 非晶态物质的X射线衍射分析
5.3.1 非晶态物质的主要特征 短程有序,长程无序; 不存在结构周期性; 结构均匀,各向同性。 属亚稳状态,自由能较 晶态高,有自发向晶态 转化的趋势。
结晶化
5.3.2 非晶态物质的X射线衍射图 非晶态物质的X射线衍射图:由 少数漫散峰组成。 可用此特征来鉴别物质属于晶 态或非晶态。 与非晶衍射峰峰位相对应的是 相邻分子或原子间的平均距离, 其近似值可由非晶衍射的准布拉 格公式给出: 2dsin θ=1.23 λ
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5.1.2 PDF卡片简介
J.D.Hanawalt等人于1938年首先发起,以d-I数据组代替衍 射花样,制备衍射数据卡片的工作。 1941年“美国材料试验协会(ASTM)”出版约1300张衍射 数据卡片(ASTM卡片)。
1969年成立了“粉末衍射标准联合委员会” JCPDS ,由它 负责编辑和出版粉末衍射卡片,称为PDF卡片。
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Hanawalt索引说明(三)
1982年版本又作了进一步改进,它的编排规则为:
(1)所有的相最少都以的编排顺序出现一次; (2)对I2/I1>0.75和I3/I1 ≤0.75的相,以 d1d2和d1d3的编排顺序出现二次; (3)对I3/I1 >0.75和I4 /I1 ≤0.75的相,以 d1d2, d2d1 和d3 d1的编排顺序出现三次;
3
第一节 定性分析
1. 基本原理
2. PDF卡片
3. PDF卡片索引 4. 分析方法 5.计算机自动检索
4
5.1.1 基本原理
任何一种结晶物质都具有特定的晶体结构,在一定波 长的X射线照射下,每种晶体物质都给出自己特有的衍 射花样。 每一种晶体物质和它的衍射花样都是一一对应的。 多相试样的衍射花样是由它和所含物质的衍射花样机 械叠加而成。 某种物质的多晶体衍射线条的数目、位置以及强度, 是该种物质的特征,因而可以成为鉴别物相的标志。
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PDF卡片的结构
⑥晶体学数据: Sys.—晶系; S.G—空间群; a0、b0、c0,α、β、 γ—晶胞参数; A= a0/b0 ,C= c0 / a0 ; Z—晶胞中原子或分子 的数目; Ref—参考资料。
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PDF卡片的结构
⑦光学性质: εα、nωβ、εγ—折射率;
j 1
n
Vj I j CK j 2
Vj为j相参加衍射的体积分数,C、Kj分别代表与待测量 无关的物理量强度因子。
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5.2.2 基本原理
含量通常用体积百分数vj或重量百分数wj,单位体积内Vj与vj、 wj之间的关系:
Vj I j CK j 2
m w j ( m ) j
K — 常数,可由实验测得; I c — 晶相的衍射强度; I a — 非晶相的衍射强度。
第五章 物相分析与点阵参数精确测定
知识要点
1. X射线衍射的方法的用途。 对试样中由各种元素形成的具有确定结构的化 合物(物相),进行定性和定量分析。 2. 定性分析的原理。 3.定量分析的任务:根据混合相试样中各相物 质的衍射线强度来确定各相物质的相对含量。 4.晶体与非晶衍射图谱的特征。
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PDF卡片的结构
④物相的化学式和名称。 在化学式之后常有一个 数字和大写英文字母的 组合说明。数字表示单 胞中的原子数;英文字 母表示布拉菲点阵类型: C—简单立方;B—体心 立方;F—面心立方; T—简单正方;U—体心 正方;R—简单菱方; H—简单六方……。
右上角的符号标记表示:*—数据高度可靠; i—已指标化和估计强度,但可靠性不如前者; O—可靠性较差;C—衍射数据来自理论计算。

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外标法 内标法 K值法和绝热法 直接比较法 单线条法 联立方程法 ……
① 外标法
外标法:用对比试样中待测的第j相的某条衍射线和纯j相 (外标物质)的同一条衍射线的强度来获得第j相含量的方 法。原则上它只能应用于两相系统。 设试样中所含两相得质量吸收系数分别为μm1和μm2 m m11 m22
质量标记、物相的英文名、化学式、三强线的d值和相对强度、卡片编号、显微检索序列
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② 数字索引(Hanawalt)
索引的编排方法是:每个相作为一个条目,在索引中 占一横行。
每个条目中的内容包括:质量标记、衍射花样中八条 强线的面间距和相对强度(按相对强度递减顺序排 列)、化学式、矿物名或普通名、卡片编号,参比强 度I/Ic。
定性分析的判据。
5
定性相分析的判据
通常用d(晶面间距表 定性相分析方法是将 由试样测得的d-I数据 征衍射线位置)和I 组与已知结构物质的 (衍射线相对强度)的 标准d-I数据组(PDF 数据代表衍射花样。用 卡片)进行对比,以 d-I数据作为定性相分 鉴定出试样中存在的 析的基本判据。 物相。
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5.2.1
概述
定量分析的任务:根据混合相试样中各相物质的衍射线
强度来确定各相物质的相对含量。 1936 年,矿粉中石英含量的X射线定量分析; 1945年,弗里德曼发明衍射仪后,1948年由亚力山大完 成内标法;科恩等:直接比较法;
1974年,F.H.Chung K值法(基体冲洗法),绝热法,无标
I1 C1
1 C11 C11 m11 m22 ( m1 m2)1 m2 m
0 1
第一相的衍射强度为: I C1
1
m1
m11 I1 I (m1 m2)1 m2
0 1
μm1和μm2为已知,从而可求得ω1
这种方法的优点是,不必在试样中加入无关的相,可以定量计算混合 物中单个相的含量。该法已成功用于矿石、粘土、炉渣的定量分析中, 但要十分注意样品晶粒度对吸收的影响,必要时要进行修正。
wS I S CK S n 1 2 S j w j ( m ) j 1
注意:在制作定标曲线时,标准物质的质量百分数Ws应 34 保持恒定,通常取0.2左右。
② 内标法
内标法:在被测的粉末样品中加入一种恒定的标准物质制 成复合试样。 标样:化学性质稳定、不氧化、不吸水、不受研磨影响、衍 射线数目适中、分布均匀。常用Al2O3, SiO2,最好NiO
② 内标法
内标法:在被测的粉末样品中加入一种恒定的标准物质制 成复合试样。 被测试样含n相,测A相,掺内标物质S被测样wA,复合样w,A, S在复合样wS : wA = w’A /(1- wS)
' wA I A CK A n 1 2 A j w j ( m ) j 1
I A K A S w' A K A S (1 wS ) wA I S K S A wS K S A wS IA K wA IS
第五章 物相分析
1
X射线物相分析
利用X射线衍射的方法对试样中由各种元素形成
的具有确定结构的化合物(物相),进行定性
和定量分析。
X射线物相分析给出的结果,不是试样的化学成
分,而是由各种元素组成的具有固定结构的物
相。
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主要内容
第一节 定性分析 第二节 定量分析 第三节 非晶态物质的X射线衍射分析
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Hanawalt索引说明(二)
1980年版本编排规则为:
(1)对I3/I2≤0.75的相,以d1d2的编排顺序 出现一次; (2)对I3/I2>0.75和I2/I1<0.75的相,以d1d2 和d1d3的编排顺序出现二次;
(3)对I3/I2>0.75和I2/I1≥0.75的相,以 d1d2,d1d3和d2d3的编排顺序出现三次。
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Hanawalt索引说明(一)
每个条目中,衍射线的相对强度分为10个等级,最强线 为100用x表示,其余者均以小10倍的数字表示,写在面 间距d值的右下角处。
参比强度I/I是被测相与刚玉按1:1重量配比时,被测 相最强线峰高与刚玉最强线峰高之比。
整个手册将面间距d值,从大于10.00到1.0A分成45组 (1982年版本)。每组的d值连同它的误差标写在每页 的顶部。每个条目由第一组面间距d1值决定它应属于哪 一组。每组内按d2值递减顺序编排条目,对d2值相同的 条目,则按d1值递减顺序编排。
(4)对I4/I1 >0.75的相,以d1d2,d2d1 , d3 d1和d4 d1的编排顺序出现四次;
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5.1.4 分析方法
定性相分析一般要经过以下步骤: (1)获得衍射花样:可以用德拜照相法,透射聚 焦照相法和衍射仪法。 (2)计算面间距d值和测定相对强度I/I1值( I1 为最强线的强度):定性相分析以2 θ <90°的衍 射线为主要依据。 (3)检索PDF卡片:人工检索或计算机检索。 (4)最后判定:判定唯一准确的PDF卡片。
样法。
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5.2.2 基本原理
物相定量分析的依据:各相的衍射线强度随该相含量的增 加而提高。
2 I0 1 1 (cos 2 ) e4 3 2 2 M 1 I 2 4 2 V j FHKL P e 2 32 R m c 2 V0 sin cos
C
Kj
jwj
Sign—光性正负; 2V—光轴夹角; D—密度; mp—熔点; Color—颜色; Ref—参考资料。
PDF卡片的结构
⑧试样来源,制备 方法;化学分析, 有时亦注明升华点 (S.P.),分解温 度(D.T.),转变 点(T.P.),摄照 温度等。 ⑨晶面间距,相对 强度和干涉指数。
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Biblioteka Baidu 5.1.3 PDF卡片索引
n
I j CK j
vj 2 j w j ( m ) j 1
n
Vj Vj j v j V j,w j V V
j 1
vj
I j CK j
wj
j
wj
n
2 j w j (m ) j
j 1
CK j
wj 2 j m
31
5.2.3 物相定量分析方法
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5.1.5 计算机自动检索
计算机自动检索主要由建立数据文件库和检 索匹配两部分组成。 建立检索匹配 数据文件库
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Jade 软件的应用
L 1,c=1,180d,24h.raw
样品成分的估计
样品的匹配检索
样品的信息
样品的信息
第二节 物相定量分析 概述 基本原理 物相定量分析方法
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