第五章 物相分析

2.Hanawalt索引
4.2574 3.343x 1.8182 3.343x 1. 8182 4.2574 1.8182 4.2574 3.343x
SiO2 SiO2 SiO2
05-490 05-490 05-490
Hanawalt数字索引按最强线的d1值分组， d1值按从大到小排 列，每组内按次强线的d2值减小的顺序排列，而d2值相同的 几列又按d1值减小的顺序排列。条目中依次列出卡片质量标 记、8根最强线的d值和强度、化学式、卡片号等 衍射花样中的三强线顺序常会因各种因素而有所变动 索引的构成：在哈氏索引中，每一种物相的数据占一行，成 为一个项。由每个物质的八条最强线的d值和相对强度、化学 式、卡片号组成。 八条强线的构成：首先在2θ＜90°的线中选三条最强线， d1、d2、d3。然后在这三条最强线之外，再选出五条最强 线，按相对强度由大而小的顺序其对应的d值依次为d4、d5、 d6、d7、d8，它们按如下三种排列:
图5-1 SmAlO3粉末的衍射卡片
•粉末衍射卡片
1、标准物质的粉末衍射卡片 物相的x射线衍射花样：德拜图底片和衍射图 缺点：难以保存，难以进行比较。 卡片：将衍射花样经过计算，换算成衍射线的面网间距d 值和强度I，制成卡片进行保存。
标准物质的粉末衍射卡片是由J. D. Hanawalt 于1936年创立 的。1964年由美国材料试验协会（Amerian Society for Testing Materials）接管，所以过去称为ASTM卡片或pdf卡 片（Powder Diffraction File）。目前这套卡片由“国际粉末 衍射标准联合会” （Joint Committee on Powder Diffraction Standards）与美国材料试验协会、美国结晶学 协会、英国物理研究所、美国全国腐蚀工程师协会等十个专 业协会联合编写，称JCPDS卡片。它是国际上通用的最为 完备的x射线粉末衍射数据。至1985年出版了46000张卡片， 并且在不断补充。
Integrated in tensities, Prepared by heating compact powder mixtuer of Sm2O3 and Al2O3 according to the stoichiometric ratio of SmAlO3 at 1500C in molybdenum silicide-resistance furnace in air for 2days, Silicon used as internal standard. To replace 9-82 and 29-83.
的第二个d值彼此相同时，则按第一个d值由大而小排列。
若第一个d值也相同时。则由第三个d值的大小来确定。
组2.50-2.44
2.46X 5.859 2.807
JCPDS卡片有两种方式：卡片和书
46-394
SmAlO3 Aluminum Samarium Oxide
Rad. CuK1 1.540598 Filter Ge Mono. D-sp Guinier Cut off 3.9 Int. Densitometer I / Icor . 3.44 Ref. Wang, P. Shanghai Inst. Of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, china, ICDD Grant-in-Aid, (1994)
d /Å
3.737 3.345 2.645 2.4948 2.2549 2.1593 1.8701 1.8149 1.6727 1.6320 1.5265 1.3900 1.3220 1.3025 1.2462 1.1822 1.1677
Int
62 5 100 4 2 46 62 6 41 7 49 6 33 1 19 18 5
卡片
•JCPDS卡片索引
在实际的X射线物相分析工作中，通过比对方法从浩瀚的物
质海洋中鉴别出实验物质的物相决非易事。为了从几万张卡
片中快速找到所需卡片，必须使用索引书。卡片档案索引按
物质可分为有机相和无机相两类；按检索方法可分为字母索
引和数字(Hanawalt)索引两种
1.字母索引
按物质的英文名称排列。每行列出卡片的质量标记、物质 名称、化学式、衍射三强线的d值和相对强度、卡片序号 矿物名称索引：按矿物英文名称的字母顺序排列。 Davey－Kwic索引；是以物质的单质或化合物的英文名称， 按英文字母顺序排列而成的索引。 在不少物相分析工作中，被测物的化学成分或被测物中可 能出现的相常常是知道的。在此情况下，利用字母索引能 迅速地检索出各可能相的卡片，使分析工作大为简化。
第五章 物相分析
第一节 定性分析
材料分析： 化学成分分析： 如某一材料为Fe(96.5%),C (0.4%),Ni(1.8%) 或 (Si) 0.61%, (Al )0.21%,(Ca) 0.1% 等。 物相分析：不同于一般的元素分析（AES、AAS），它能 确定元素所处的化学状态(FeO,Fe2O3，Fe3O4)，能区别 同分异构体，能区别是混合物还是固溶体, XRD是物相分 析的最强有力的手段之一。
hkl
110 111 112 003 211 202 220 203 222 311 312 115 400 205 330 420 421
Sys. Tetragonal a 5.2876(2) b
S.G. c 7.4858(7)



Dm
Ref. Ibid. Dx 7.153
A C 1.4157 Z4 mp SS/FOM F19 = 39 (.007,71)
衍射花样不便保存和应用，因为摄照条件不同其花样不同。 因此要建立一个标准卡片，它必须能反应晶体衍射本质而且 不因实验条件而变化。d值及相对衍射强度I，反应晶体衍射 本质与实验条件无关，所以将衍射花样的特征数值化，换算 成衍射线的面网间距d值和强度I，制成卡片进行保存。 • 目前已知的晶体物质已有成千上万种。事先在一定的规范 条件下对所有已知的晶体物质进行X射线衍射分析，获得 一套所有晶体物质的标准X射线衍射花样图谱,将其转化成 d –I数据，建立数据库。
4.2574 3.343x 1.8182 3.343x 1. 8182 4.2574 1.8182 4.2574 3.343x
SiO2 SiO2 SiO2
05-490 05-490 05-490
三种排列: d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、d8 d2、d1、d3、d4、d5、d6、d7、d8 d3、d2、d1、d4、d5、d6、d7、d8 即前三条轮番作循环置换，后五条线的d值之顺序始终不变。 这样每种物相在索引中会出现三次，以提高被检索的机会。 衍射线的表示：在索引中，每条线的相对强度写在其d值的 右下角。在此，原来百分制的相对强度值用四舍五入的办法 转换成十进制。其中10用“x”来代表。
3.343x 4.2574 1.8182 4.2574 3.343x 1.8182 1.8182 4.2574 3.343x
SiO2 SiO2 SiO2
05-490 05-490 05-490
索引的排列：各个项在索引中的编排次序，由排在每个项
的第一、第二两个d值来决定。首先根据第一个d值的大小，
把从999.99到0.00埃的d值分成51个区间，这就是所谓的哈 氏组。各个项就按本身的第一个d值归入相应的组。属于同 一个组的所有各个项的排列的先后则以第二个d值的大小为 准，按d值由大而小的顺序排列。当有两个或若干个项它们



Dm
Ref. Ibid. Dx 7.153
Integrated in tensities, Prepared by heating compact powder mixtuer of Sm2O3 and Al2O3 according to the stoichiometric ratio of SmAlO3 at 1500C in molybdenum silicide-resistance furnace in air for 2days, Silicon used as internal standard. To replace 9-82 and 29-83.
衍射花样的用途： 一是可以用来测定晶体的结构，这个过程是比较复杂的。 二是用来测定物相（定性分析、定量分析等），这个过程 比较简单。
定性分析——确定样品的物相是什么 单相定性分析 多相定性分析
β鳞石英 α 方石英 α 石英 凯石英 柯石英 How many different ways can SiO2 be organized into a neutral structure? It might be amaze to know that there is no less than nine different ways of organizing SiO2, referred to as silicon dioxide or silica . In reality it is simply a matter of the temperature and pressure, especially at the time of crystallization, that determines which form silicon dioxide will organize into.
失蜡铸造俗称倒模，是目前源自文库饰生产的主要手段.失蜡铸造的过程是：
对蜡模进行修整后将蜡模按一定排列方式种蜡树 钢制套筒中灌注石膏浆， 石膏进行抽真空、自然 硬化
按一定升温时段烘干后
融化金属进行浇铸 （可利用正压或负压 的原理进行铸造）；
金属冷却后将石膏模放入冷水炸洗，取出铸件后浸酸、清洗
•基本原理
• 当对某种材料进行物相分析时，只要将样品的d –I值与 数据库中的标准衍射花样d –I进行比对，就可以确定材 料的物相。 • X射线衍射物相定性分析就变成了简单的比对工作。
46-394
SmAlO3 Aluminum Samarium Oxide Rad. CuK1 1.540598 Filter Ge Mono. D-sp Guinier Cut off 3.9 Int. Densitometer I / Icor . 3.44 Ref. Wang, P. Shanghai Inst. Of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, china, ICDD Grant-in-Aid, (1994) Sys. Tetragonal a 5.2876(2) b S.G. c 7.4858(7) A C 1.4157 Z4 mp SS/FOM F19 = 39 (.007,71) d /Å 3.737 3.345 2.645 2.4948 2.2549 2.1593 1.8701 1.8149 1.6727 1.6320 1.5265 1.3900 1.3220 1.3025 1.2462 1.1822 1.1677 Int 62 5 100 4 2 46 62 6 41 7 49 6 33 1 19 18 5 hkl 110 111 112 003 211 202 220 203 222 311 312 115 400 205 330 420 421
• X射线物相分析是以晶体结构为基础，通过比较晶体衍射花样来 进行分析的。 • 对于晶体物质中来说，各种物质都有自己特定的晶胞（晶胞参 数、原子种类及分布等），晶胞不同则X射线衍射花样也就各不 相同，尽管晶体种类有千千万万，但却没有两种晶体的衍射花 样完全相同的晶体物质，所以通过比较X射线衍射花样可区分出 不同的物相。 • 当多种物质同时衍射时，其衍射花样也是各种物质自身衍射花 样的机械叠加。它们互不干扰，相互独立，逐一比较就可以在 重叠的衍射花样中剥离出各自的衍射花样，分析标定后即可鉴 别出各自物相。