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1、第七章X射線衍射分析的應(yīng)用1第一節(jié)物相分析第二節(jié)點陣常數(shù)的精確測定第三節(jié)宏觀應(yīng)力測定簡介1XRD的基本用途單一物相的鑒定或驗證物相定性分析混合物相的鑒定物相定量分析晶體結(jié)構(gòu)分析點陣常數(shù)（晶胞參數(shù)）測定原子排布的測定空間群的測定晶體定向等非晶體結(jié)構(gòu)分析宏觀應(yīng)力分析晶粒度測定物相分析2第一節(jié)物相分析物相分析：即確定物質(zhì)（材料）由哪些相組成。物相定量分析：即確定各組成相的含量（常以體積分?jǐn)?shù)或質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示）。物相定性分析或稱物相鑒定：3一、物相定性分析1.基本原理不同物質(zhì)的X射線衍射花樣特征不同。物質(zhì)的X射線衍
2、射花樣特征是分析物質(zhì)相組成的“指紋腳印”。制備各種標(biāo)準(zhǔn)單相物質(zhì)的衍射花樣規(guī)范化對照方法：確定物相41938年，哈那瓦特(J.D.Hanawalt)開創(chuàng)各種已知物相衍射花樣的規(guī)范化工作：將物相的衍射花樣特征用d(晶面間距)和I(衍射線相對強度)數(shù)據(jù)組表達(dá)，并制成相應(yīng)的物相衍射數(shù)據(jù)卡片?？ㄆ畛跤伞懊绹牧显囼瀸W(xué)會(ASTM)”出版，故稱ASTM卡片。1969年，成立了國際性組織“粉末衍射標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合會(JCPDS)”，由它負(fù)責(zé)編輯出版“粉末衍射卡片”，稱PDF卡片。2.PDF卡片56氯化鈉(NaCl)的PDF
3、卡片三強線化學(xué)式及英文名稱實驗條件晶體學(xué)數(shù)據(jù)光學(xué)及其它數(shù)據(jù)樣品來源、制備方法等結(jié)構(gòu)式、礦物名稱或通用名稱數(shù)據(jù)可靠性卡片編號d與相對強度、晶面干涉指數(shù)73.PDF卡片索引為方便、迅速查對PDF卡片，JCPDS編輯出版了多種PDF卡片檢索手冊：Hanawalt無機物檢索手冊Hanawalt有機相檢索手冊無機相字母索引Fink無機索引礦物檢索手冊等。檢索手冊按檢索方法可分為兩類，一類以物質(zhì)名稱為索引(即字母索引)，另一類以d值數(shù)列為索引(即數(shù)值索引)。89（1）數(shù)值索引以Hanawalt無機相數(shù)字索引為例。其
4、編排方法為：一個相一個條目，在索引中占一橫行，內(nèi)容依次為按強度遞減順序排列的8條強線的晶面間距和相對強度值、化學(xué)式、卡片編號和參比強度值。條目示例如下：Fink無機數(shù)值索引與Hanawalt數(shù)值索引相類似，不同的是其以八強線條的d值循環(huán)排列，每種相在索引中可出現(xiàn)8次。9（2）字母索引以物相英文名稱字母順序排列，每種相一個條目，占一橫行。條目的內(nèi)容順序為：物相英文名稱、三強線d值與相對強度、卡片編號和參比強度值。條目示例如下：104.物相定性分析的基本步驟（1）制備待分析物質(zhì)樣品，用衍射儀法或照相法獲得樣
5、品衍射花樣；（2）確定各衍射線條d值及相對強度I/I1值（I1為最強線強度）。（3）檢索PDF卡片，三強線?。。。唬?）核對PDF卡片與物相判定。A、待分析樣是完全未知的樣品———數(shù)值索引11B、對待分析樣有所了解1.根據(jù)衍射數(shù)據(jù)確定各衍射線的d值及其相對強度。2.初步確定試樣可能含有的物相，按照這些物相的英文名稱，從字母索引中找出它們的卡片號，然后從卡片盒中找出相應(yīng)的卡片。3.將計算所得d值和相對強度，與卡片上的值一一對比，如果數(shù)據(jù)吻合，則待分析樣中含有卡片記載的物相。同理，可將其他物相一一定出?！?/p>
6、字母索引12例：用CuKαX射線（λ＝0.15405nm）作為入射光對某氧化鋁樣品進(jìn)行衍射分析，其XRD圖譜如下，請根據(jù)譜圖和PDF卡片判斷該氧化鋁的類型。1314答：由布拉格方程，先計算三強峰的d分別為：0.2090nm，0.1604nm，0.2588nm與卡片10-0173的α-Al2O3較符合，比對其他衍射峰的結(jié)果可確定是α-Al2O3，即剛玉型結(jié)構(gòu)。155.多相物質(zhì)分析特點：機械疊加。檢索方法：逐個確定其組成相。存在的情況：1)、三強線不一定屬于同一相，而且還可能發(fā)生一個相的某線條與另一相的某線
7、條重疊的現(xiàn)象。2)、當(dāng)混合物中某相的含量很少時，或某相各晶面反射能力很弱時，它的衍射線條可能難于顯現(xiàn)，因此，X射線衍射分析只能肯定某相的存在，而不能確定某相的不存在，所以一般要求含量>5wt%。因此，多相物質(zhì)定性分析時，需要將衍射線條輪番搭配、反復(fù)嘗試，比較復(fù)雜。166.應(yīng)注意的幾個問題（1）實驗條件影響衍射花樣在定性分析過程中，以d值為主要依據(jù)，而相對強度僅作為參考依據(jù)。在核查d值時，應(yīng)考慮到低角度衍射線的分辨率較低，因而測量誤差比高角度線條大的情況等。（2）充分利用有關(guān)待分析物的化學(xué)、物理、力學(xué)性質(zhì)
8、及其加工等各方面的資料信息。（3）固溶體相的鑒定：d值會發(fā)生變化。（4）計算機自動檢索（如Jade等)：可節(jié)省時間，但最后必須人工核查。17二、物相定量分析基本原理（設(shè)樣品中任意一相為j，其某(HKL)衍射線強度為Ij，其體積分?jǐn)?shù)為fj，樣品(混合物)線吸收系數(shù)為?）：Ij隨fj的增加而增高；但由于樣品對X射線的吸收，Ij亦不正比于fj，而是依賴于Ij與fj及?之間的關(guān)系。一般都采用衍射儀法獲得實驗數(shù)據(jù)。18多相混合物樣品，線吸收系數(shù)?：j
