X-射线粉末衍射仪

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始值设置为20 C.点击Intdriver D.点击 move driver
move driver
tube detector
intdriver
防光管老化操作:
按照20,5;25,5; 30,5;35,5;40, 5;40,40分次设 置电压电流,每次 间隔3min
样品制备
对于样品的准备工作,必须有足够的重视。常常由于急于要看 到衍射图,或舍不得花必要的功夫而马虎地准备样品,这样常会给 实验数据带入显著的误差甚至无法解释,造成混乱。下图示出了一 个由于制样方法不当而得不到正确的衍射图的例子。
陶瓷与金属的焊接: 界面上应力的分布是不均匀的,中心部应力较大 夹以一铜箔可以使应力降低,提高结合强度
二氧化锰是干电池的正极活性物质: 制备方法之一是在电解制得二氧化锰后再加热处理,相结构及晶粒大 小的变化,直接影响其性能。电化学性能低于250C的最好。贮存性 能,则以350C处理的为佳
5.取向分析
用药勺取1g粉末放入玻璃样品架样品槽内,用毛玻璃轻压粉末,使 之充满槽内,轻轻刮去多余的粉末,最后压平压实样品粉末,使样品 表面与玻璃架表面在同一平面。
使用前,用酒精擦拭 干净!
步长和扫描速度
(1) 在一般的物相定性分析中, 扫描速度对主量相衍射线形影响不 大; 当扫描速度过大时, 对微量相分析不利。一般大于4°/min 小 于16 °/min的扫描速度对于物相定性分析是可行的。
物相检索
右键点击S/M, 进入物相检索 窗口
物相检索
物相检索完成后,返 回主窗口按钮
在你认为存在的物相 前的方框上点上勾, 表示该物相存在
检索结果输出
右击打印机图 标,进入图形 输出窗口
检索结果输出
左键点击S/M, 进入物相检索 窗口
X

物相分析
线 衍
点阵常数的精确测定

Baidu Nhomakorabea分 析
定量分析
应 用
启动Jade
• 打开计算机,双击桌面上的Jade图标,进入Jade窗口 • 说明: • 衍射数据在测量时保存在网络驱动器I盘(或K盘)中,
数据格式为RAW(衍射测量数据二进制格式) • 程序有较多与衍射仪有关的参数设置,已由设备管理人
通过具体测量并设置好,任何实验操作者的重新设置都 可能使分析结果不准确或完全不正确
Jade 的主窗口
打开测量文件
打开测量文件
双击文件名或选 择多个 文件后点 READ,打开一个 或多个文件
打开测量文件
选择多个 文件后 点ADD,将新选 文件加入到主窗 口中,进行图谱 叠加
图谱平滑
单击图谱平滑按钮,使曲线显得光滑 一些,每单击一次在原基础作一次平 滑,每平滑一次,失真度增加
布拉格定律 (Bragg’s Law)
当两束光的光程差为入射光波长的整数倍时, 反射光间 会出现衍射现象
nλ = 2dsinθ n=1, 2, 3, …称为衍射级数 θ 为衍射角
深圳大学 化学与化工学院
Germany Bruker D8 Advance
概述
能够提供粉末,块状,条带样品的测试多晶样品的常规物 相分析和半定量分析,晶胞参数的测定,修正,未知多晶 样品的X射线衍射指标化,晶粒尺寸和结晶度测定。
两种光路
1.扫描范围 2. 步长 3.扫描速度
1.掠射角大小
X射线发生器
光栅及测量电路等
光栅可换
样品台
三 、仪器设备描述
※ Cu靶X光管电压≤40kV、电流≤40mA ※ 测角仪工作方式:θ到θ方式
※ 扫描范围:0°~ 140 ※ 测角仪精度:0.0001°,准确度≤0.02°
四、制样
第三章 X-射线粉末衍射仪
任祥忠 深圳大学化学与化工学院
X-射线衍射的基本原理
X射线的产生
• X射线是1895年德国物理学家伦琴在研究阴极射线时发 现的。
• X射线是高速运动的荷电粒子(例如电子)在突然减速时 产生的。
• 高速运动的电子与靶材作用可能存在两种情况: • (a) 电子与原子的核心电场作用 • (b) 电子与核外电子作用
配有步进马达加光学编码的精密测角仪,角度重现性 ±0.0001°,是目前最高精度的测角仪;最新的Θ-Θ测量 模式,宽角扫描范围:0°-140°
配有LynxEye阵列探测器:192个探测通道,探测效率是 普通闪烁探测器的10倍以上,普通样品可在7分钟左右测 试完成。
二、仪器主要硬件
1. X射线发生器; ������ 2. 衍射测角仪; ������ 3. 辐射探测器; ������ 4. 测量电路; ������ 5. 控制操作和运行软件的电子计算机系统; ������ 6. 冷却循环水系统;
4.晶粒尺寸和点阵畸变的测定
若多晶材料的晶粒无畸变、足够大,理论上其粉末
衍射花样的谱线应特别锋利,但在实际实验中,这种 谱线无法看到。
这是因为仪器因素和物理因素等的综合影响,使纯
衍射谱线增宽了。纯谱线的形状和宽度由试样的平均 晶粒尺寸、尺寸分布以及晶体点阵中的主要缺陷决定, 故对线形作适当分析,原则上可以得到上述影响因素 的性质和尺度等方面的信息。
扣除背后底
单击显示背景线,再单击一次扣除图 谱背底,其它一些操作中会自动扣除 背底
扣除Kα2
K α2线自动扣除,不需要手工扣除
寻峰
计算机自动寻 峰,并标注d值
手动寻峰,点击手动 寻峰按钮后,在峰下 单击加一个峰,右击 去除峰标记
寻峰
试试右下角这些按钮, 看看它们的作用
物相检索
左键点击S/M, 直接进入物相 检索窗口
晶粒尺寸和点阵畸变的
测定
取向分析
1.定性分析——物相分析
(1)原理和方法:待测物的衍射角和I/I1与参比谱比较 (2)参比谱集
Powder Diffraction File(PDF) JCPDS-International Centre for Diffraction Data (ICDD) (Joint Committee of Powder Diffraction Standard国际粉末 衍射委员会) 中科院贵阳地化所“矿物X射线粉晶鉴定手册” 辽宁地质局“矿物X射线鉴定表” 北京钢铁总院“钢和合金中常见相X射线鉴定手册” 文献数据 自制标准
应用:
结晶度的测定:高聚物的结晶度为各结晶峰积分强度之和 与总积分强度之比,关键是正确得出非晶散射曲线
在考古研究中推测陶器的产地:江苏新沂县花厅出土了两 类陶器,一类属大汶口文化,而另一类属良渚文化。刘方 新等利用X射线衍射增量法对这两类陶器中的钠长石和钾 长石进行了定量分析。良渚风格陶器中的长石含量明显低 于大汶口风格陶器中的长石含量。说明此种陶器来自外地, 似对“战争掠夺”论有利
包括测定单晶取向和多晶的结构。测定硅钢片 的取向就是一例。另外,为研究金属的范性形变 过程,如孪生、滑移、滑移面的转动等,也与取 向的测定有关。
应用:
用冲床冲制金属零件时,往往会因择优取向产生“制耳” 而造成废品;
硅钢片却需要造成<001>方向与硅钢片法线平行的织构;
马口铁锡的耐腐蚀性能是各向异性的 (010)>(110)>(011)>(100)镀锡时要控制形成(010)织构;
1.定性分析——物相分析
应用:
物态判断:晶态非晶态
药物多相态: 巴比妥类药物及甾体类药物有70%,磺胺类药物的40% 磺胺–5–甲氧嘧啶,一种为无定形、二种为水合物、三种 为晶态
不同相态的药物,有的药性相近,有的完全不同: 氯霉素,其A型是无效的,B型有效 两种不同晶型阿斯匹林,血清中水杨酸盐浓度II型大 于I型 磺胺–5–甲氧嘧啶在研磨时会转变为IV型
(2) 在物相定量分析中, 若待测相含量较多时, 扫描速度基本上不 影响测量结果, 但当待测相含量较少时, 扫描速度过快易造成测量 结果的偏差。定量相分析扫描速度以不超过4°/min 为宜。
( 3) 对衍射线形的研究发现, 随着扫描速度的增大, 衍射线峰位略 为右移, 而且扫描速度在16°/min 以前, 衍射线形未发生明显畸变, 只有当扫描速度超过16°/min 时, 衍射峰将发生明显的畸变现象。 因此, 在XRD 中, 扫描速度不宜超过16°/min。
2.定性分析——点阵常数的测定
常用于相图的固态溶解度曲线的 测定。
点阵常数是晶体物质的基本结构 参数,测定点阵常数在研究固态 相变、确定固溶体类型、测定固 溶体溶解度曲线、测定热膨胀系 数等方面都得到了应用。
2.定性分析——点阵常数的测定
应用:
固溶体组成
分子筛硅铝比的测定 离子交换机构的研究 应变和应力的测定
粉末样品的制备
1. 对样品粉末粒度的要求 任何一种粉末衍射技术都要求样品是十分细小的粉末颗粒,使试
样在受光照的体积中有足够多数目的晶粒。因为只有这样,才能满足 获得正确的粉末衍射图谱数据的条件:即试样受光照体积中晶粒的取 向是完全随机的。这样才能保证用衍射仪法获得的衍射强度值有很好 的重现性。
2 .很多固体样品本身已处于微晶状态,但通常却是较粗糙的粉末颗粒或 是较大的集结块,更多数的固体样品则是具有或大或小晶粒的结晶织构 或者是可以辨认出外形的粗晶粒,因此实验时一般需要先加工成合用的 细粉末。因为大多数固体颗粒是易碎的,所以最常用的方法是研磨和过 筛,只有当样品是十分细的粉末,手摸无颗粒感,才可以认为晶粒的大 小已符合要求。持续的在研钵或在球磨中研磨至<360目的粉末,可以 有效的得到足够细的颗粒。
• X射线的波长短,穿透能力强,它不仅能使晶 体表面的原子成为散射波源,而且还能使晶体 内部的原子成为散射波源。在这种情况下,应 该把衍射线看成是由许多平行原子面反射的反 射波振幅叠加的结果。干涉加强的条件是晶体 中任意相邻两个原子面上的原于散射波在原子 而反射方向的相位差为2的整数倍,或者光程 差等于波长的整数倍。
点击 START 数据保存
UXD
txt
关机
1.降高压
将电压、电流分别降至20KV,5mA后,点Set确认。
2.关高压 逆时针旋转45◦,高压灯灭。
3.等待15min,再关冷却水。 4.关闭控制软件。
严格按顺序 操作!!
5.关闭XRD衍射仪电源开关(红色按钮)
6.关电脑。
7关外围电压(稳压按钮)
X-射线衍射基本数据处理 MDI Jade 的基本操作
X-射线衍射仪的操作规则
• 开机程序
1.打开外围电源(即稳压按钮)
2.打开冷却水(先将左侧开关拨至“ON”,再按“RUN”)
3.打开电脑主机电源
4.打开XRD衍射仪电源开 关(绿色按钮)听到响 声后即可进行下一步操 作(约20要s)
5.开高压: 顺时针停留5s,待高压灯亮
设置 A. 在Tube Detector 项目样上打√ B.选择tuber, detecter,初
4.晶粒尺寸和点阵畸变的测定
(1)晶粒细化 晶粒越小,衍射线形就越宽
(2)残余应力与点阵畸变 均匀的畸变,则衍射线位置会发生位移 不均匀的畸变使线形加宽
4.晶粒尺寸和点阵畸变的测定
应用:
钢的表面氮化:
可以大大提高表面硬度、耐磨性、耐蚀性和疲劳寿命
表面氮化时会生成相,含氮量在8–11%之间。多余的N向 相周围的 相扩散,使N的分布浓度不均匀,引起微观应变。
3.定量分析
根据谱图衍射峰强度可使用外标法、内标法或无标法进 行样品结晶度或某物质含量的分析。 外标法:以纯的待测相作为外标; 内标法:将某种待测样品中不包含的参比物质加到待测样 中,从此混合样衍射图上待测相的衍射线强度与参比物质 衍射线强度的比值来求待测相含量; 无标法:需同时有若干个成分相同、但组成量不同的样品 才能使用。
高温超导体YBa2Cu3O7-x的超导特性在(001)面,也即ab面能 承载大的电流密度。
粉末样品制样
将适量的粉末装入空槽中,用盖玻片轻轻压平,使其上 表面平整,高度与样品架平齐。
块状样品制样
取适量的橡皮泥置于标准样品台的底部,然后将样品轻轻放置于橡皮 泥上面,取中部挖空了的标准样品台套于块状样品的中间,然后用盖玻 片将样品压置与样品架平齐。
特殊样品制样
极少量的微粉、非晶条带、液体样品等需使用特殊低背 景样品架,将微粉或液体轻置在单晶Si片上均匀分散开, 非晶条带平铺在单晶Si片上,尽可能与其贴合。
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