多晶体的物相分析

5.1.2 PDF卡片
1938年J.D.Hanawalt等人发起以d-I数据组代替衍射花 样，制备衍射数据卡片
1942美国材料试验协会(ASTM)出版了大约1300张衍射 数据卡片
1969年成立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PDF卡片
1978年与国际衍射资料中心联合出版，即JCPDS/ICDD 1992年以后的卡片统一由ICDD出版，至1997年已有卡
都给出自己特有的衍射花样，每一种晶体物 质和它的衍射花样一一对应 多相试样的衍射花样只是由它所含物质的衍 射花样机械叠加而成
NaCl晶体的衍射花样
钨粉的衍射花样
定性相分析的思路
将d-I的数据组代表衍射花样 将由试样测得的d-I数据组与已知结构物
质的标准d-I数据组进行对比
鉴定出试样中存在的物相
确定样品中某物相的百分含量
概论
测量晶体的晶格常数 进行无机物的定性、定量分析 进行结构分析
有机物的结晶情况分析
概论
应用领域：
金属材料学、矿物学、岩石学、材料合成 研究、药物合成研究、材料性能研究（如配合 低温、高温物台的使用可研究不同环境下晶格 的变化）
5.1.1 基本原理
任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
Ιj
C j fj μ
C j:常数
m 1 n j j
j: j相的重量百分数 和m为混合物的密度和质量吸收系数
5.2.2 定量分析方法
j
Wj W
Vj
f jV
Wj
j
f j
Vj V
W
j
n
Vj
1
W
j
n 1
W
j
j
n 1
j
W
V
W
n
Vj
1
1
n 1
来自百度文库
j
Wj / W：质量百分比
在每组内则按次强线的面间距d2减小的顺 序排列
例如
以1995年的无机相Hanawalt检索手册为例，将面 间距d1分为40组 2.50-2.44(±0.1)
★ 2.47x 2.558 2.776 2.044 1.574 6.113 3.152 1.892 oI12 Ca2CuO3 34-282 1.8
物相鉴定顺序如下：
1）从前反射区选取强度最大的三根衍射线， 并使其d值按强度递减的次序排列，又将其余 线条的值按强度递减顺序列于三强线之后 2）从Hanawalt索引中找到对应的d1（最强线 的面间距）组
物相鉴定顺序
3）按次强线的面间距d2找到接近的几行。在 同一组中，各行系按d2递减顺序安排 4）检索这几行数据是否与实验值很接近。若 是则再依次查对第三、第四、第五至第八条线， 并从中找出最可能的物相及其卡片号
片47组，包括有机、无机物相约67000个
5.1.2 PDF卡片
5.1.2 PDF卡片
5.1.3 PDF卡片索引
PDF卡片索引: 帮助实验人员从数万张卡片中迅速查到所 须的PDF卡片工具书
索引分为：有机相、无机相 检索方法分：数字检索、字母检索
Hanawalt无机相（物）检索手册
➢ 是一种数字索引，将最强线的面间距d1处于 某一范围内者归入一组，组的顺序按面间距 范围从大到小排列，组的面间距范围及其误 差在每页顶部标出
定性分析注意事项
晶面间距d比相对强度I/I1更重要 线条有重叠，分析工作复杂 混合物中某相的含量很少时，难于显示衍射 线条，无法确定该相的存在
定性分析只能肯定某相的存在，不能断 言某相绝对不存在
5.2 物相的定量分析
定量分析目的：
确定多相物质中各相的相对含量
5.2.1定量分析的依据
各相的衍射线的强度随该相含量的增加而提高
5）比对卡片（d值与强度值），若吻合即可确 定待测样品的物相
物相鉴定顺序
6）若找不到对应的卡片，说明衍射花样的最 强线与次强线并不属于同一物相，此时需从待 测花样中选取下一根线作为次强线，重复3） ~5）的检索程序
注意：不同物相的线条有可能重叠 定性相分析流程图参见P43图4-3
5.1.5 计算机检索MDI Jade 5.0
5.1.3 PDF卡片索引
➢ 戴维无机相字母索引
Iron Oxide Fe2O3 3.60X 6.018 4.368 21-920
5.1.3 PDF卡片索引
➢ 有机相检索手册 ➢ Fink无机索引 ➢ 矿物检索手册
5.1.4 定性相分析步骤
获得衍射花样 测定2，计算面间距d值 相对强度值I/I1(I1为最强线的强度)的测量 检索PDF卡片 判定得出结果
多晶体的物相分析
目录
5.2 物相的定量分析 5.2.1 基本原理 5.2.2 定量分析方法 5.2.3 具体应用 5.2.4 注意问题
概论
X射线衍射依赖衍射花样三要素：
衍射线（或衍射斑）的位置 强度 线型
概论
确定样品中存在的结晶物相的种类
例如：将CaCO3与NaCl晶体混合时，X射线物 相分析可以直接加以区分
Ij I033 R 2 m e 2 2 c 22 1 V v 2 jP HF K H L 2 K(L )e 2 M
各相的j不同；若j相的体积分数为fj 令试样被照射的体积V为单位体积 则j相被照射的体积为Vj=V×fj
5.2.2 定量分析方法
则第j相某根衍射线的强度Ij（参见P48）
5.2.2 定量分析方法
Ij Cj
n 1
j
j
j
5.2.2 定量分析方法
采用衍射仪测量时，单相多晶体的衍射强度 公式
I相 I033 R 2 m e2 c2 2v V 2F 2 HK P hL k( l )e 2 M A ()
将公式适当修改，则适用于多相试样
5.2.2 定量分析方法
设样品是由n个相组成的混合物，其总的线吸收系数为， 则其中某相（j相）的HKL衍射线强度公式为：
1）建立数据库：将标准物质的衍射花样数据 输入存到计算机中
2）打开桌面MDI Jade 5.0，进入计算机自动 检索系统
MDI Jade 5.0
3）读入文件：将待测样品的实验衍射数据及 其误差考虑输入，也可以输入样品的元素信息 以及物相隶属的子数据库类型（有机、无机、 金属、矿物等） 4）计算机检索：计算机按照给定的程序将之 与标准的花样进行匹配、检索、淘汰、选择， 最后输出结果