XRD物相分析ppt课件

第1，6章x射线相分析6-1相定性分析6-2相定量分析6-3 x射线相分析特性和适用范围，2，每种晶体材料都有各自的化学成分和晶体结构，两种晶体材料在晶体细胞大小、粒子种类和粒子细胞内的粒子排列完全相同。因此，当x射线通过晶体时，每个晶体都有自己的衍射图案，其特征可以表征为单独衍射面网格的面间距d和衍射线的相对强度I相。其中，d值与单位单元的大小和图形相关，相对强度与粒子类型及其在单位单元中的位置相关。所以你可以根据它们确认奖品。相分析由相定性和相定量分析两部分组成。衍射强度I相-原子种类，原子位置表面间距d-sel形状，大小，3，粉末衍射卡也被称为JCPDS国际粉末无衍射标准卡，该联盟到2003年初为止，发行了包括有机及武器物质在内的65个集团。现在可以通过光盘进行搜索。4、结构分析人员建立了国际衍射数据中心(internationfordiffractiondata)，该中心需要粉末衍射图案数据库，每年发行粉末衍射卡集(ICDD)。ICDD是由美国国家标准局(现为N.I.S.T)和其他测量粉末衍射图案的研究所历史赞助的非营利组织。但是，粉末衍射卡组上的大部分衍射图案是从文献论文中获得的。论文的衍射模式由编辑评估，选择性地发行为书，或以计算机格式(如CD-ROM)出版。每年大约有2000个新的衍射图案组发布到数据库中。5，6-1相定性分析，用x射线进行相定性分析的一般步骤是用：试验方法获得要测试的衍射图案；计算并列出衍射图样各衍射线的d值和相应的相对强度I值。参考已知信息的比较，确认样品的相。6，1。JCPDS卡，粉末衍射卡集索引：单词净索引是名称索引，按物质的英文名称或矿物学名称的字母顺序排序。每种物质的名称后面都列出了化学子样式、三个最强的d值和相对强度数据，以及对应于该物质的JCP ds卡的顺序号。数字索引(大功率索引)是确认未知相时主要使用的索引，按照衍射图案的3个最强线d值排列，1972年以后出版的书是另5条钢丝，即8条钢丝，每种物质的3条钢丝或8条钢丝，在索引中排列为3号或8号，即每条钢丝排列为第一条线。穿刺索引它主要是为强度扭曲和偏好取向的衍射图案而设计的，并且排列在8钢丝上。共相搜索，7，JCPDS粉末x射线衍射数据编辑(PDF)是一种索引参考书。索引分为两个主要类别：按字母顺序索引和d值索引。字母顺序索引按化合物英文名字的第一个字母顺序排列。文字索引有无机名索引、有机物名称索引、矿物名称索引等。d值索引按每种物质粉末衍射线d值大小排列。第一组为第一衍射线d值大小。例如，将10.00以上的组、8.00-9.99分组为组等。第二个d值大小顺序中的相同组。每个索引按大小顺序要求8个d值(因此粉末衍射中8个最强的衍射线)，8，JCPDS卡的形式，9，要求学生阅读p59，10，JCP ds卡可以提供比索引中列出的更多物质粉末衍射的信息。卡左上角的数字是卡的分类序列号(组号和卡号)，与PDF索引中的分类号匹配。大多数卡的右上角是表示数据质量的符号。五角星表示卡数据非常可靠，如果有字母I，则标记并表示强度估计，如果有字母o，则表示集的数据可靠性低，字母c表示表的衍射数据来自单晶x射线结构分析计算。空格表示等级未确定。此外，除了样品的化学表达式和名称、衍射条件(如目标、x射线波长、滤波器)、晶体学数据、光学和其他物理特性数据外，每张卡还提供了衍射指数、d值和相应的衍射强度。其中最强的衍射线的强度为100，其他衍射线以此为基准换算了相应的强度。11，发生在氯化钠ICDD衍射数据卡(5组628卡)上：(1)组号和卡号；(2)三种最强的衍射线；(3)具有最小衍射角度的衍射线的位置和强度；(四)化学物质名称；(5)使用的衍射方法和相关信息；(6)结晶学数据；(七)光学等数据；(八)样品相关信息；(9)衍射数据。衍射强度表示为衍射图案中最强衍射线的强度I1的百分比。12，2。定性相识别，单相试件的定性分析多相试件的定性分析，13，3。定性物相识别过程中要注意的问题，d比I相对重要，低角度线比高角度线重要，强角度线比弱角度线重要，特征线定性分析，了解试件的来源、化学成分、物理特性太迷信卡的数据，特别是早期资料要注意资料的可靠性。继续，14，d比I相对重要，在衍射图案中得到的一系列面间距和强度可能存在误差，影响线强度的因素比位置复杂得多。测试中使用的辐射与卡不同，相对强度的差异更加明显。因此，定性分析时，强度往往是二次指标，应更加关注面间数据的匹配。提高衍射角测量精度的问题讨论了单元参数的精确确定。对于常见的相分析问题，面间距测量不要求那么高的精度。因此，与卡相比，测量数据允许稍有偏差，但这种偏差必须有规律，如果测量对象包含固定因素，则差异更为明显。返回，15，低角度线比高角度线重要。这是因为，虽然每个决定的低角度线的d值不太可能匹配(晶面间距大)，但是对于高角度线(晶面间距小)，不同决定之间的近似机会会更多。返回，16，特征线，衍射图案强度高，d值大的衍射线不受其他产地和其他条件的影响，最好不要干涉其他化合物的衍射线。返回，17，定性分析，了解样品来源、化学成分、物理特性，在多相混合物的衍射图案中，属于不同阶段的一些衍射线可能由于表面间距接近而相互重叠，因此衍射图案中最强的线实际上不是一个阶段中最强的线，而是两个或多个相中特定的子强线或三条强线重叠的结果。在这种情况下，如果使用该线作为特定相位中最强的线，则可能与相应相粉末衍射标准图中的强度分布不匹配，或者找不到与此强度分布对应的卡。这时要仔细分析，重新假设，检索。有些物质具有相同的晶体结构，晶格参数相似，衍射模式在容差范围内可能与几张卡相似，因此必须结合化学分析结果、样品来源、热处理条件、物质构成关系的知识，在满足结果合理性和可能性的条件下得出可靠的结论。更复杂的相位分析工作往往与其他方法(例如化学分析、电子探针、能量分散光谱EDS)一起得出正确的结论。返回，18，注意太迷信卡的数据，特别是原始信息，数据的可靠性。标准卡本身有错误会给分析人员带来更大的困难。但是，这种误差逐渐修正，更准确的新标准卡继续取代误差较大的卡。如果分析师在物质上识别过程中对卡产生怀疑，就应该准备自己的标准衍射图案。返回，19，最后要注意的问题：在多相混合物中，如果相含量很少或每个晶面的反射能力很弱，衍射线可能很难出现。因此，x射线衍射分析只能确认某些阶段的存在，不能确认某些阶段的存在。当钨和碳化钨的混合物仅包含0.1wt%0.2wt%钨时，观察到衍射线。碳化钨的衍射线只有在0.3%到0.5wt%以上时才能看到。此外，在对混合物中不含的物质相进行相分析时，最重要的是对衍射图案的特征线，即强度最高的3强线进行对比。因为太少的内容不足以生成该相的全部衍射图案。返回，20，6-2相定量分析，相定量分析是基于与混合样品含量相关的定性分析，用x射线衍射法确定混合物中各种相含量的比例。21，1。定量分析基本公式2。直接比较法(单线法)3。内部标准法4。矩阵洗涤法(k值法)5。随机内部标准法6。绝热法(自清洁法)、22、定量分析的基本公式、wi、i、mi分别是I相重量百分比、密度和质量吸收系数。23，样本包含n相(n2)，m和均相同的外部标准方法与测量中的j相，表达式：如上所述，测量中的相质量分数j与线的强度成正比。使用纯j相制作样品，以避免直接计算c。对于标准采样，j=100%=1，其强度等于：2，比较：24，公式说明，混合采样的j相衍射线强度，纯j相采样的相同衍射线强度的比率等于混合中j相质量分数。例如，在混合物中，如果j相衍射线的强度测量为相同衍射线强度的50%，则j相质量分数为50%。但是，影响强度的因素更复杂，经常偏离线性关系。通过测量已知在实际工作中以不同重量比制造的混合物的x射线衍射图案，建立了具有不同相重量比的特定两相衍射线比的标准曲线，并使用此标准曲线进行两相定量分析(类似于直接比较方法)。这是科学研究中广泛采用的非常实用的方法。25，如果混合物由两相组成，质量吸收系数不相等(5-49)，则表达式更改为：因此，假设样品为纯一相，衍射线强度为(I1)0，则银混合物中的两相质量吸收系数(m)1和(m)这种方法称为内部标准方法，也称为合法。显然，此方法仅适用于粉末样品。如果添加的标准物质显示为s，那么质量分数为 s。解析的相1的质量分数在原始样本中为1，添加标准物质后为1，则表达式为：27，如果在每个实验中没有更改s(1-s)，则1=1(1-s)是常数。s和1对于选定的标准物质和测量对象都是常量，因此测量可以写成：这里的常识是，测量对象相位1的衍射线强度I1与标准物质衍射线Is的比率与测量对象相位1在原始样品中的质量分数1成线性关系。用内部标准方法定量分析时，要事先准备好样品集，绘制校准曲线。这组样品包含具有一定质量分数的标准物质和含量有规律变化的相1。通过测量每个采样的I1/Is，可以创建校准曲线。否则，测量了要测试的样品的I1/Is后，可以使用校准曲线求出1。28，K值方法，K值方法也称为具有简单、快速等优点的基本洗涤方法。k值方法本质上是内部标准方法，但是与内部标准方法不同，您无需绘制线性曲线，只需计算线性曲线的斜率，即k值。确定混合物的a相含量时，可以将已知的标准物质s添加到样品中。如果a相特定衍射线的强度为Ia，标准物质特定衍射线的强度为Is，则基准：与标准物质衍射线的强度相比，与实验条件相关的部分和，即剔除，与晶体结构和波长相关的部分。如果在特定温度下选择了测试对象上和标准物质的衍射线，则上花括号部分是常数k，因此上面的Ksa与标准物质的含量无关，与衍射条件(即I0，r等)无关，可以简单地写为：29，因此上面的Ksa与标准物质的含量无关。其他相位的存在只能起到稀释剂作用或吸收作用，但可以通过两相衍射线强度的比例消除基本吸收作用1/的影响。因此，Ksa仅与晶体结构和选定的阳极目标相关。作用辐射不变时，Ksa仅与a相和s相关，因此Ksa是表征a相和s相特性的常数。在30、Ksa和ws知道的情况下，只要测量Ia/Is，就可以获得wa。如果标准物质与原始样品的每个阶段的质量分数之和为1，则原始样品的每个相质量分数为1-ws，因此原始样品的a相质量分数可以从中获得。Ksa值是在a相和s相重量配合为特定值(例如wa/ws=1)的二元混合物中测量的需要测量的Ksa值。此外，粉末衍射卡的索引书中常用的数百种物质的Ksa值称为参考强度值，相当于物质在合成刚玉(a-Al2O3)和1: 1混合的衍射图案中的两相最强线的强度比。A-Al2O3强度高，化学稳定性好，价格低廉，样品制备时没有偏好效果，被选为标准物质。31，K值方法与内部标准方法相比具有以下特征：(1)在内部标准方法中使用的公式1中，系数c 是固定曲线的斜率，这表明c 除了两相特性外，还与标准物质的添加量有关，Ksa与s相添加量无关，因此知道k值就可以在任何条件下使用。(2)有时，提取纯像的工作极其困难，纯像太少，就不能完成这项工作。使用k值方法，可以仅制造一组示例来获取Ksa值，这样不仅可以减少纯步骤的需要量，还可以节省设置曲线的时间。32，(3)Ksa值的大小与是否添加标准物质、是否存在其他组元素以及衍射条件无关，因此具有准确测量的Ksa值的普遍性；内部标准方法的校准曲线不具有普遍性，取决于样品准备。因此，对于相同的组1和组s，每个实验室测量的校正曲线不同，但如果使用相同的辐射，