X射线物相定量分析

2.
3. 4.
Ij 1 Xs Xj = ⋅ ⋅ j Is Ks 1− X s
材料研究方法
x 射线衍射分析
X射线物相定量分析过程应注意的问题 射线物相定量分析过程应注意的问题
在定量分析的基础公式中， 在定量分析的基础公式中 ， 假设了被测 物相中晶粒尺寸非常细小， 各相混合均匀， 物相中晶粒尺寸非常细小 ， 各相混合均匀 ， 无择优取向。 无择优取向。 实际情况存在一定的不同。 实际情况存在一定的不同 。 为了减少偏 在选择标准物质时要尽量选择等轴状 差 ， 在选择标准物质时要 尽量选择等轴状 的结晶物质； 制备标样和试样时， 的结晶物质 ； 制备标样和试样时 ， 要 避免 重压，减少择优取向。 重压，减少择优取向。
材料研究方法
x 射线衍射分析
X射线物相定量分析 射线物相定量分析
材料研究方法
x 射线衍射分析
问 题
X射线物相定量分析的原理是什么？ 射线物相定量分析的原理是什么？ 射线物相定量分析的原理是什么 X射线物相定量分析方法有哪几种？ 射线物相定量分析方法有哪几种？ 射线物相定量分析方法有哪几种 各种分析方法是怎样做的？ 各种分析方法是怎样做的？各有什么特 适用于哪些情况？有哪些注意事项？ 点？适用于哪些情况？有哪些注意事项？
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I jj
• B是常数（只与入射光强度、所用X射线波长、衍射仪圆 是常数（只与入射光强度、所用 射线波长 射线波长、 是常数 的半径及受照射的的试样体积有关）。 的半径及受照射的的试样体积有关）。 • Cj也是常数（只与 物相的结构及实验条件有关，当该相 也是常数（只与j 物相的结构及实验条件有关， 的结构已知、实验条件确定之后，可以计算出来）。 的结构已知、实验条件确定之后，可以计算出来）。 • µm为试样（多相混合物）的质量吸收系数， 为试样（多相混合物）的质量吸收系数，
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内标法定量分析的一般步骤
在实际测试过程中， 也是先作出定标 在实际测试过程中 ， 曲线，再进行分析。步骤如下： 曲线，再进行分析。步骤如下：
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1. 配制一组标准样品，其中包含已知其含量 j的待 配制一组标准样品，其中包含已知其含量X 如石英)和恒定质量百分比 测相 j (如石英 和恒定质量百分比 s的内标物质 s 如石英 和恒定质量百分比X (如萤石 ； 如萤石)； 如萤石 2. 用 X射线衍射仪测定标准样品中 相和s相的特定 射线衍射仪测定标准样品中j相和 相的特定 射线衍射仪测定标准样品中 相和 衍射线（衍射角和衍射强度相近的衍射线） 衍射线（衍射角和衍射强度相近的衍射线）的强 度并计算其比值 Ij/IS ， 作出Xj － Ij/IS 关系曲线 作出 定标曲线） （定标曲线）; 3. 在待测样品中掺入相同质量百分比 s的内标物质 在待测样品中掺入相同质量百分比X s，用X射线衍射仪测定待测样品中 相和 相的相 射线衍射仪测定待测样品中j相和 ， 射线衍射仪测定待测样品中 相和s相的相 应衍射线的强度并计算其比值 Ij/IS ； 4. 利用定标曲线确定未知样品中 相的含量Xj。 利用定标曲线确定未知样品中j相的含量 相的含量
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K值法定量分析的一般步骤 值法定量分析的一般步骤
1. 确定K值 通常是用待测物相 如石英 如石英)的纯物质和 确定 值。通常是用待测物相j(如石英 的纯物质和 选定的内标物质s(如萤石 配制成质量比为1:1的混合 如萤石)配制成质量比为 选定的内标物质 如萤石 配制成质量比为 的混合 选定j和 相衍射线 一般是最强线）各一条， 相衍射线（ 物，选定 和s相衍射线（一般是最强线）各一条， 测出它们的强度，按公式求出K值 测出它们的强度，按公式求出 值：Ksj＝Ij / Is。 将一定量的内标物质与待测试样混合（一般控制X 将一定量的内标物质与待测试样混合（一般控制Xs 左右），并充分研磨拌匀并使粒度达到1～ ＝0.2左右），并充分研磨拌匀并使粒度达到 ～ 左右），并充分研磨拌匀并使粒度达到 5µm左右。 左右。 左右 射线衍射仪测定混合好的待测样品的I 用X射线衍射仪测定混合好的待测样品的 j / Is值。 射线衍射仪测定混合好的待测样品的 根据公式求出X 根据公式求出 j
• Xj为j 物相的质量百分数， 物相的质量百分数， • ρj为j 物相的密度。 物相的密度。
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X射线物相定量分析方法 射线物相定量分析方法
• 外标法 • 内标法 • K值法 值法
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一、外标法
方法：将待测样品中待测物相j(如钙矾石) j(如钙矾石 方法：将待测样品中待测物相j(如钙矾石)的 某根衍射线的强度与已知j 某根衍射线的强度与已知 j 相含量的标准样品的 同一根衍射线强度进行对比得出待测样品中j 同一根衍射线强度进行对比得出待测样品中 j 相 的含量。 的含量。 标准样品中的j相称为外标物。 标准样品中的j相称为外标物。 外标物 该法原则上只适用于两相系统。 该法原则上只适用于两相系统。 两相系统
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X石英 （%） ） 石英定量分析的定标曲线 （以萤石为内标物） 以萤石为内标物）
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内标法定量分析注意事项
1. 在配制标准样品和待测样品时，标准物质的质量 在配制标准样品和待测样品时， 百分数X 应保持恒定，通常取X 百分数 s应保持恒定，通常取 s＝0.2。 。 2. 测量强度所选用的衍射线，应该是衍射角相近、 测量强度所选用的衍射线，应该是衍射角相近、 衍射强度也较接近， 衍射强度也较接近，并且不受其它衍射线干扰的 衍射线。 衍射线。 3. 内标物质必须化学性质稳定，不氧化、不吸水、 内标物质必须化学性质稳定，不氧化、不吸水、 不受研磨影响；衍射线数目适中、分布均匀。 不受研磨影响；衍射线数目适中、分布均匀。
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X射线物相定量分析的基本原理 射线物相定量分析的基本原理
某物相的衍射线强度 某物相的衍射线强度 Ij 与该物相在样品中的 成正比。 含量 Xj 成正比。
I j = B ⋅C j
1
µm ρ j
⋅
Xj
这是 X 射线物相定量分析的基本公式。 射线物相定量分析的基本公式。
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材料研究方法
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I1
CPS ） （
X1（ %）
钙矾石（ 钙矾石（AFt）的X射线定量分析曲线 ） 射线定量分析曲线
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二、内标法
当试样中所含物相数n 当试样中所含物相数 n ＞ 2 ， 而且各相的 质量吸收系数不相同时， 需要往试样中加 质量吸收系数不相同时 ， 入某种标准物质（ 内标物质） 来帮助分析， 入某种标准物质 （ 内标物质 ） 来帮助分析 ， 这种方法称为内标法。 这种方法称为内标法。
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外标法定量分析的一般步骤
1. 配制一组标准样品，其中包含已知其含量为Xj的 配制一组标准样品，其中包含已知其含量为 待测物相j 如钙矾石 如钙矾石)； 待测物相 (如钙矾石 ； 2. 在固定的实验条件下，测出标准样品中j相的某根 在固定的实验条件下，测出标准样品中 相的某根 衍射线的强度I 并绘出I 的关系曲线（ 衍射线的强度 j，并绘出 j与Xj的关系曲线（定标 曲线）； 曲线）； 3. 在同样的实验条件下，测出待测样品中j相的同一 在同样的实验条件下，测出待测样品中 相的同一 根衍射线的强度I 根衍射线的强度 j； 4. 根据定标曲线确定待测样品中 相的含量。 根据定标曲线确定待测样品中j相的含量。 相的含量
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三、K值法 值法
• K值法又称基体冲洗法。因为该名称不好理解， 值法又称基体冲洗法 因为该名称不好理解， 值法又称基体冲洗法。 现多称之为K值法 值法。 现多称之为 值法。 • 该法是由内标法发展而来的，也要往样品中加入 该法是由内标法发展而来的， 内标物。 内标物。 • 与内标法不同的是，K值法不用绘制定标曲线， 与内标法不同的是， 值法不用绘制定标曲线 值法不用绘制定标曲线， 免去了许多繁复的实验操作， 免去了许多繁复的实验操作，使分析过程大为简 化。