第3章x射线衍射

1、 第三章第三章 X射线衍射分析射线衍射分析(XRD)X-ray Diffraction主要内容主要内容u X射线的物理基础射线的物理基础u X射线衍射原理（布拉格方程）射线衍射原理（布拉格方程）u 样品制备及实验方法样品制备及实验方法u X射线衍射方法在材料研究中的应用射线衍射方法在材料研究中的应用第一节第一节 X射线的物理基础射线的物理基础生活中的生活中的X射线射线医学影像工业焊接X射线的历史射线的历史u 1895年，著名的德国物理学家伦琴发现了年，著名的德国物理学家伦琴发现了X射线；射线；u 1912年，德国物理学家劳厄等人发现了年，德国物理学家劳厄等人发现了X射线在晶射线在晶体中的衍射现

2、象，确证了体中的衍射现象，确证了X射线是一种电磁波。射线是一种电磁波。u 1912年，英国物理学家年，英国物理学家Bragg父子利用父子利用X射线衍射射线衍射测定了测定了NaCI晶体的结构，从此开创了晶体的结构，从此开创了X射线晶体结射线晶体结构分析的历史。构分析的历史。伦琴发现伦琴发现X射线射线X射线的性质射线的性质X射线的物理基础射线的物理基础X射线的物理基础射线的物理基础X射线的性质射线的性质 X射线具有很高的穿透能力，可以穿过黑纸及许射线具有很高的穿透能力，可以穿过黑纸及许多对于可见光不透明的物质；多对于可见光不透明的物质； X射线肉眼不能观察到，但可以使照相底片感光。射线肉眼不能观察

3、到，但可以使照相底片感光。在通过一些物质时，使物质原子中的在通过一些物质时，使物质原子中的 外层电子发外层电子发生跃迁发出可见光；生跃迁发出可见光； X射线能够杀死生物细胞和组织，人体组织射线能够杀死生物细胞和组织，人体组织 在受在受到到X射线的辐射时，生理上会产生一定的反应。射线的辐射时，生理上会产生一定的反应。X射线的防护射线的防护个人的个人的X射线防护射线防护X射线的物理基础射线的物理基础X射线的产生射线的产生高速运动的电子流高速运动的电子流 射线射线X 射线射线中子流中子流高能高能辐射流辐射流在突然被减速时在突然被减速时均能产生均能产生X射线射线X射线的物理基础射线的物理基础 X射线管

4、射线管图图1 X射线管示意图射线管示意图X射线的物理基础射线的物理基础 X射线管的工作原理射线管的工作原理X射线管射线管电子枪：产生电子并将电子束电子枪：产生电子并将电子束聚焦，钨丝烧成螺旋式，通以聚焦，钨丝烧成螺旋式，通以电流钨丝烧热放出自由电子。电流钨丝烧热放出自由电子。金属靶：发射金属靶：发射x射线，阳极靶通射线，阳极靶通常由传热性好熔点较高的金属常由传热性好熔点较高的金属材料制成，如铜、钴、镍、铁、材料制成，如铜、钴、镍、铁、钼等。钼等。X射线的物理基础射线的物理基础 X射线管的工作原理射线管的工作原理 整个整个X射线光管处于真空状态。当阴射线光管处于真空状态。当阴极和阳极之间加以数十

5、千伏的高电压时，极和阳极之间加以数十千伏的高电压时，阴极灯丝产生的电子在电场的作用下被加阴极灯丝产生的电子在电场的作用下被加速并以高速射向阳极靶，经高速电子与阳速并以高速射向阳极靶，经高速电子与阳极靶的碰撞，从阳极靶产生极靶的碰撞，从阳极靶产生X射线，这些射线，这些X射线通过用金属铍（厚度约为射线通过用金属铍（厚度约为0.2mm）做成的做成的x射线管窗口射出，即可提供给实射线管窗口射出，即可提供给实验所用。验所用。X射线谱射线谱、连续谱线（、连续谱线（“白色白色”x射线）：多种波长连续变化射线）：多种波长连续变化 的混合射线。的混合射线。、单色、单色x射线（特征射线（特征x射线）：为单一波长的

6、特征谱线。射线）：为单一波长的特征谱线。高速电子将原子内层电子激发，系统高速电子将原子内层电子激发，系统能量升高，外层电子会跃入内层的空能量升高，外层电子会跃入内层的空位，同时产生特征的电磁波。位，同时产生特征的电磁波。高能电子撞向阳极靶的条件和时间高能电子撞向阳极靶的条件和时间不一致，产生的电磁辐射也不同。不一致，产生的电磁辐射也不同。X射线的物理基础射线的物理基础连续连续X射线谱射线谱图图2各管电压下各管电压下W的连续谱的连续谱X射线的物理基础射线的物理基础特征特征X射线射线图图3 Mo靶靶X光管光管发出发出X光谱强度光谱强度（39kV时时）X射线的物理基础射线的物理基础 K系标识系标识X

7、射线：射线： 对于从对于从L，M，N 壳层中的电子跃入壳层中的电子跃入K壳层空位时所释放的壳层空位时所释放的X射线，分别称之射线，分别称之为为K 、 K 、 K 谱线，共同构成谱线，共同构成K系标识系标识X射线。射线。X射线的物理基础射线的物理基础 产生物理、化学和生化作用，引起各种效应，产生物理、化学和生化作用，引起各种效应，如：如：使一些物质发出可见的荧光；使一些物质发出可见的荧光；使离子固体发出黄褐色或紫色的光；使离子固体发出黄褐色或紫色的光；破坏物质的化学键，使新键形成，促进物质的破坏物质的化学键，使新键形成，促进物质的合成合成引起生物效应，导致新陈代谢发生变化；引起生物效应，导致新陈

8、代谢发生变化；x射线与物质之间的物理作用，可分为射线与物质之间的物理作用，可分为X射线射线散射和吸收。散射和吸收。X射线与物质的作用射线与物质的作用X射线的物理基础射线的物理基础图图4 X射线与物质作用示意图射线与物质作用示意图X射线与物质的作用射线与物质的作用X射线的物理基础射线的物理基础X射线的散射射线的散射原子对原子对X射线的散射：射线的散射：使得使得X射线发生散射的物质主射线发生散射的物质主要是物质的自由电子及原子核束缚的非自由电子，要是物质的自由电子及原子核束缚的非自由电子，后者有时可称为后者有时可称为原子对原子对X射线的散射。射线的散射。相干散射：相干散射：X射线的散射，当入射线与

9、散射线波长相射线的散射，当入射线与散射线波长相同时，相位滞后恒定，散射线之间能相互干涉，称同时，相位滞后恒定，散射线之间能相互干涉，称为为相干散射相干散射。非相干散射：非相干散射：当散射线波长与人射线波长不同时，当散射线波长与人射线波长不同时，散射线之间不相干，则称之为非相干散射。而康普散射线之间不相干，则称之为非相干散射。而康普顿散射即为顿散射即为非相干散射。非相干散射。第二节第二节 X射线衍射原理射线衍射原理产生衍射的条件：产生衍射的条件：相邻点阵点的光程差相邻点阵点的光程差OQ-PR=a(cosOQ-PR=a(cos-cos-cos)=h)=h(h=0, 1, 2, )22入射入射X射线

10、射线Debye环粉末样品粉末样品衍射现象衍射现象qqBragg的衍射条件的衍射条件相位集中时相位集中时发生干涉相互增强发生干涉相互增强d图图5 面网面网“反射反射”X射线的条件射线的条件 上式即为著名的布拉格方程，式中上式即为著名的布拉格方程，式中n为整数为整数 ，d为晶面间距，为晶面间距，为入射为入射X射线波长，射线波长，称为布拉格角称为布拉格角或掠射角，又称半衍射角，实验中所测得的或掠射角，又称半衍射角，实验中所测得的2角则角则称为衍射角称为衍射角 。1010210321NpSipcNnSnbNmSimaeceeefEEqsin4ccEEcScSNbSbSNaSaSNSEfe21sin21

11、sin21sin21sin21sin2123222221222cScSNbSbSNaSaSN21sin21sin21sin21sin21sin21sin23222221222eEf qqqdPIIs)(0VeAhklFnNLRmCeIIMc2222232220)(cossin2cos1)(32)(qqqqVS2ecEESF幅一个电子的相干散射振幅一个晶胞的相干散射振)(njlzkyhxijjjjef1)(221)(222) lk h (njlzkyhxijjjjefF22esFF 222qqcossin12qqqcossin2cos122VS2表表 三种基本衍射实验方法三种基本衍射实验方法送水

12、装置送水装置X线管线管高压高压发生器发生器X线发生器线发生器(XG)测角仪测角仪样品样品计数管计数管控制驱动装置控制驱动装置显示器显示器数据输出数据输出计数存储装置计数存储装置(ECP)水冷高压电缆高压电缆角度扫描角度扫描常用粉末衍射仪主要由常用粉末衍射仪主要由X射线发生系统、测角及射线发生系统、测角及探测控制系统、记数据处理系统三大部分组成探测控制系统、记数据处理系统三大部分组成 。核。核心部件是心部件是测角仪测角仪X 光管光管固定固定测测角角仪仪02040608010012014015253545556575852 ()強度峰位峰位 面间距面间距d 定性分析定性分析 点阵参数点阵参数 d漂

13、移漂移 残余应力残余应力 固溶体分析固溶体分析半高宽半高宽 结晶性结晶性 微晶尺寸微晶尺寸 晶格点阵晶格点阵非晶质的积分强度非晶质的积分强度结晶质的积分强度结晶质的积分强度定量分析定量分析结晶度结晶度角度（角度（22）强度强度判定有无谱峰判定有无谱峰结晶态和非结结晶态和非结晶态的判断标准晶态的判断标准谱图提供的直接数据：衍射角度谱图提供的直接数据：衍射角度(即衍射晶面的面间即衍射晶面的面间距距)，衍射强度和衍射峰形状。，衍射强度和衍射峰形状。衍射图形的特点相关信息衍射线的位置强度定性分析晶体结构衍射线的宽度微晶尺寸结晶的完整性（原子/晶格的排列）广高衍射角的强度衰减结晶性原子的热震动衍射强度的

14、样品依存性晶体方位的偏离（织构取向）角根据衍射角度的样品方向发生变化 残余应力测试非晶物质晕结晶质谱峰强度比结晶度化非晶物质晕的强度分布矢径分布函数(非晶质的结构解析)周期性谱峰的位置周期结构的层叠周期小 方向性 取向性 阔展 完整性角直射光束的扩展、强度分布粒径解析镜面反射性的角度依存性薄膜的密度膜厚粗糙度3060010002000C3AY Axis TitleX Axis Title2-Theta67.267.467.667.86868.268.468.6Intensity50100150200250(c/s)qqqq2222IdIdNiiNiiiII1122qq积分强度：积分强度： 在对

15、某一衍射峰进行积分强度测定时，衍射仪一在对某一衍射峰进行积分强度测定时，衍射仪一般采用慢扫描（般采用慢扫描（0.25/min）或步进扫描工作方法，）或步进扫描工作方法，以获得准确的峰形峰位。以获得准确的峰形峰位。 衍射线积分强度的计算，就是将衍射线积分强度的计算，就是将背底线以上区域背底线以上区域的面积测量或计算的面积测量或计算。计算公式为：。计算公式为：qqq222dII背q21NiiiII背式中式中N为将线形的等分数，为将线形的等分数，2为两点间的间隔。为两点间的间隔。第四节第四节 X射线粉末衍射物相定射线粉末衍射物相定性分析性分析 物相定性分析物相定性分析 确定待测样品的结构状态，同时也

16、确定了确定待测样品的结构状态，同时也确定了物质的种类。物质的种类。 定量分析定量分析 多相共存时，组成相多相共存时，组成相含量含量是多少。是多少。 粉末晶体粉末晶体X X 射线物相定性分析是根据晶体对射线物相定性分析是根据晶体对X X射线的衍射特征即衍射线的射线的衍射特征即衍射线的方向及强度方向及强度来达到鉴定来达到鉴定结晶物质的。结晶物质的。原因：原因：1 1）每一种结晶物质都有各自独特的化学组成和晶体）每一种结晶物质都有各自独特的化学组成和晶体结构，不会存在两种结晶物质的晶胞大小、质点种结构，不会存在两种结晶物质的晶胞大小、质点种类和质点在晶胞中的排列方式完全一致的物质类和质点在晶胞中的排

17、列方式完全一致的物质; ;2 2）结晶物质有自己独特的衍射花样。）结晶物质有自己独特的衍射花样。 （ d d、和和 I I ）; ;3 3）多种结晶状物质混合或共生，它们的衍射花样）多种结晶状物质混合或共生，它们的衍射花样也只是简单叠加，互不干扰，相互独立。也只是简单叠加，互不干扰，相互独立。 （混合物物相分析）（混合物物相分析） 每一种结晶物质都有其特定的每一种结晶物质都有其特定的结构参数结构参数，包括点，包括点阵类型、晶胞大小、晶胞形状、晶胞中原子种类及位阵类型、晶胞大小、晶胞形状、晶胞中原子种类及位置等。置等。 与结构有关的信息都会在衍射花样中得到体现，与结构有关的信息都会在衍射花样中得

18、到体现，首先表现在首先表现在衍射线条数目、位置衍射线条数目、位置及其及其强度强度上，如同指上，如同指纹，反应每种物质的特征。纹，反应每种物质的特征。 物相定性分析物相定性分析根据衍射线条位置（根据衍射线条位置（ 一定，一定，2 2q q 角角就一定，它决定于晶面距就一定，它决定于晶面距d d 值）和强度确定物相。值）和强度确定物相。 对于聚合物材料来说，还应考虑整个对于聚合物材料来说，还应考虑整个X射线射线衍射曲线，因为聚合物衍射曲线，因为聚合物X射线衍射曲线的非晶态射线衍射曲线的非晶态衍射晕环（漫散峰）极大处位置、峰的形状也是衍射晕环（漫散峰）极大处位置、峰的形状也是反映材料结构特征的信息，

19、用这个峰位反映材料结构特征的信息，用这个峰位 2q q 角所角所求出的求出的d值，通常对应着结构中的分子链（原子值，通常对应着结构中的分子链（原子或原子团）的统计平均间距。或原子团）的统计平均间距。 物相定性分析原理：物相定性分析原理： 将实验测定的衍射花样与已知标准物质的衍将实验测定的衍射花样与已知标准物质的衍射花样比较，从而判定未知物相。（射花样比较，从而判定未知物相。（单一物质单一物质） 混合试样混合试样物相的物相的 X 射线衍射花样是各个单独射线衍射花样是各个单独物相衍射花样的简单迭加，根据这一原理，就有物相衍射花样的简单迭加，根据这一原理，就有可能把混合物物相的各个物相分析出来。可能

20、把混合物物相的各个物相分析出来。1. 物相标准衍射图谱（花样）的获取：物相标准衍射图谱（花样）的获取：1) 1938年，年，J.D.Hanawalt等就开始收集并摄取各种等就开始收集并摄取各种已知物质的衍射花样，将这些衍射数据进行科学分已知物质的衍射花样，将这些衍射数据进行科学分析整理、分类。析整理、分类。2) 1942年，美国材料试验协会年，美国材料试验协会ASTM整理出版了最整理出版了最早的一套晶体物质衍射数据标准卡，共计早的一套晶体物质衍射数据标准卡，共计1300张，张，称之为称之为ASTM卡。卡。3) 1969年，组建了年，组建了“粉末衍射标准联合委员会粉末衍射标准联合委员会”（The

21、 Joint Committee on Powder Diffraction Standards，JCPDS），专门负责收集、校订各种物质），专门负责收集、校订各种物质的衍射数据，并将这些数据统一分类和编号，编制成的衍射数据，并将这些数据统一分类和编号，编制成卡片出版。这些卡片，即被称为卡片出版。这些卡片，即被称为PDF卡（卡（The Powder Diffraction File），有时也称其为），有时也称其为JCPDS卡片。卡片。 目前，这些目前，这些PDF卡已有好几万张之多，而且，为卡已有好几万张之多，而且，为便于查找，还出版了集中检索手册。便于查找，还出版了集中检索手册。（1）1a，1

22、b，1c区域为从衍射图的透射区（区域为从衍射图的透射区（290)中选出的三条最强线的面间距。中选出的三条最强线的面间距。1d为衍射图中出现的为衍射图中出现的最大面间距。最大面间距。 （2）2a，2b，2c，2d区间中所列的是（区间中所列的是（1）区域中四）区域中四条衍射线的相对强度。最强线为条衍射线的相对强度。最强线为100，当最强线的强度，当最强线的强度比其余线小强度高很多时，有时也会将最强线强度定比其余线小强度高很多时，有时也会将最强线强度定为大于为大于100。（3 3）第三区间列出了所获实验数据时的实验条件。）第三区间列出了所获实验数据时的实验条件。Rad Rad 所用所用X X射线的种

23、类（射线的种类（CuK,FeKCuK,FeK）0 0 X X射线的波长（射线的波长（）Filter Filter 为滤波片物质名。当用单色器时，注明为滤波片物质名。当用单色器时，注明“MonoMono”Dia Dia 为照相机镜头直径，当相机为非圆筒形时，注明相机名称为照相机镜头直径，当相机为非圆筒形时，注明相机名称Cut off. Cut off. 为相机所测得的最大面间距；为相机所测得的最大面间距；Coll. Coll. 为狭缝或光阑尺寸；为狭缝或光阑尺寸；I/II/I1 1 为测量衍射线相对强度的方法为测量衍射线相对强度的方法 （衍射仪法（衍射仪法DiffractometerDiffra

24、ctometer，测微光度计法，测微光度计法 MicrophotometerMicrophotometer，目测法，目测法VisualVisual）；）；dcorr absdcorr abs？ 所测所测d d值的吸收矫正（值的吸收矫正（NoNo未矫正，未矫正，YesYes矫正）；矫正）；Ref. Ref. 说明第说明第3 3，9 9区域中所列资源的出处。区域中所列资源的出处。（4）第）第4区间为被测物相晶体学数据：区间为被测物相晶体学数据： sys. 物相所属晶系；物相所属晶系； SG. 物相所属空间群；物相所属空间群； a0，b0，c0 物相晶体晶格常数，物相晶体晶格常数，A= a0/b0

25、, B= c0/b0轴率比；轴率比；， 物相晶体的物相晶体的 晶轴夹角；晶轴夹角； Z. 晶胞中所含物质化学式的分子数；晶胞中所含物质化学式的分子数； Ref. 第四区域数据的出处。第四区域数据的出处。（5）第五区间是该物相晶体的光学及其他物理常数）第五区间是该物相晶体的光学及其他物理常数,n,e 晶体折射率；晶体折射率；sign. 晶体光性正负；晶体光性正负；2V. 晶体光轴夹角；晶体光轴夹角；D. 物相密度；物相密度；MP. 物相的熔点；物相的熔点；Color. 物相的颜色，有时还会给物相的颜色，有时还会给 出光泽及硬度；出光泽及硬度；Ref. 第第5区间数据的出处。区间数据的出处。（6）

26、第）第 6 区间为物相的其他资料和数据。区间为物相的其他资料和数据。 包括试样来源，化学分析数据，升华点（包括试样来源，化学分析数据，升华点（S-P），），分解温度（分解温度（D-T），转变点（），转变点（T-P），按处理条件以），按处理条件以及获得衍射数据时的温度等。及获得衍射数据时的温度等。（7）第）第7区间是该物相的化学式及英文名称区间是该物相的化学式及英文名称 有时在化学式后附有阿拉伯数字及英文大写字母，其有时在化学式后附有阿拉伯数字及英文大写字母，其阿拉伯数阿拉伯数表示该物相晶胞中原子数，而表示该物相晶胞中原子数，而大写英文字母大写英文字母则代则代表表16种布拉维点阵：种布拉维点阵：

27、 C简单立方；简单立方；B体心立方；体心立方；F面心立方；面心立方；T简单简单四方；四方；U体心四方；体心四方；R简单三方；简单三方；H简单六方；简单六方；O简单正交；简单正交；P体心正交；体心正交；Q底心正交；底心正交；S面心正交；面心正交；M简单单斜；简单单斜；N底心单斜；底心单斜；E简单正斜。简单正斜。（8）第）第8区为该物相矿物学名称或俗名区为该物相矿物学名称或俗名 某些有机物还在名称上方列出了其结构式或某些有机物还在名称上方列出了其结构式或“点点”式（式（”dot” formula）而名称上有圆括号，则表示该物相）而名称上有圆括号，则表示该物相为人工合成。此外，在第为人工合成。此外，

28、在第8区还会有下列标记：区还会有下列标记： 表示该卡片所列数据高度可靠；表示该卡片所列数据高度可靠；O： 表示数据可靠程度较低；表示数据可靠程度较低；I：表示已作强度估计并指标化，但数据不如：表示已作强度估计并指标化，但数据不如 号可靠；号可靠；C：表示所列数据是从已知的晶胞参数计算而得到；：表示所列数据是从已知的晶胞参数计算而得到；无标记卡片则表示数据可靠性一般。无标记卡片则表示数据可靠性一般。（9）第）第9区间是该物相所对应晶体晶面间距区间是该物相所对应晶体晶面间距d（）；相对）；相对强度强度I/I1及衍射指标及衍射指标hkl。 在该区间，有时会出现下列意义的字母：在该区间，有时会出现下列

29、意义的字母： b 宽线或漫散线；宽线或漫散线；d 双线；双线； n 并非所有资料来源中均有；并非所有资料来源中均有； nc 与晶胞参数不符；与晶胞参数不符； np 给出的空间群所不允许的指数；给出的空间群所不允许的指数； ni 用给出的晶胞参数不能指标化的线；用给出的晶胞参数不能指标化的线； 因因线存在或重叠而使强度不可靠的线；线存在或重叠而使强度不可靠的线； tr 痕迹线；痕迹线；t 可能有另外的指数。可能有另外的指数。 （10）第）第10区为卡片编号区为卡片编号 若某一物相需两张卡片才能列出所有数据，则若某一物相需两张卡片才能列出所有数据，则在两张卡片的序号后加字母在两张卡片的序号后加字母

30、A标记。标记。 3. PDF卡片索引及检索方法卡片索引及检索方法PDF卡片的索引：卡片的索引： Alphabetical Index Hanawalt Index Fink IndexAlphabetical Index 该索引是按物相英文名称的字母顺序排列。该索引是按物相英文名称的字母顺序排列。 在每种物相名称的后面，列出化学分子式，三在每种物相名称的后面，列出化学分子式，三根最强线的根最强线的d值和相对强度数据，以及该物相的粉末值和相对强度数据，以及该物相的粉末衍射衍射PDF卡号。卡号。 由此，由此，若已知物相的名称或化学式若已知物相的名称或化学式，用字母能，用字母能利用此索引方便地查到该

31、物相的利用此索引方便地查到该物相的PDF卡号。卡号。依次是：卡片可靠性符号，英文名称，化学式，三强依次是：卡片可靠性符号，英文名称，化学式，三强线晶面间距数值（下角标为该线的相对强度，线晶面间距数值（下角标为该线的相对强度，X为为100%），卡片序号，微缩胶片号），卡片序号，微缩胶片号Hanawalt Index 该索引是按该索引是按强衍射线的强衍射线的d值排列值排列。选择物相八条强。选择物相八条强线，用最强三条线线，用最强三条线d值进行组合排列，同时列出其余值进行组合排列，同时列出其余五强线五强线d值，相对强度、化学式和值，相对强度、化学式和PDF卡号。卡号。 整个索引将整个索引将d值第值第

32、1排列按大小划分为排列按大小划分为51组，每一组，每一组的组的d 值范围均列在索引中。在每一组中其值范围均列在索引中。在每一组中其d 值排列值排列一般是，第一般是，第1个个d值按大小排列后，再按大小排列第值按大小排列后，再按大小排列第2个个d值，最后按大小排列第值，最后按大小排列第3个个d值。值。依次是：卡片可靠性符号，晶面间距数值（下角标为依次是：卡片可靠性符号，晶面间距数值（下角标为该线的相对强度，该线的相对强度，X为为100%），化学式，卡片序号，），化学式，卡片序号，微缩胶片号微缩胶片号Fink Index 当被测物质含有多种物相时（往往都为多种物当被测物质含有多种物相时（往往都为多种

33、物相），由于各物相的衍射线会产生重叠，强度数据不相），由于各物相的衍射线会产生重叠，强度数据不可靠，而且，由于试样对可靠，而且，由于试样对X射线的吸收及晶粒的择优射线的吸收及晶粒的择优取向，导致衍射线强度改变，从而采用字母索引和哈取向，导致衍射线强度改变，从而采用字母索引和哈那瓦尔特索引检索卡片会比较困难，为克服这些困难，那瓦尔特索引检索卡片会比较困难，为克服这些困难，芬克索引以八根最强线的芬克索引以八根最强线的d值为分析依据，将强度作值为分析依据，将强度作为次要依据进行排列。为次要依据进行排列。Fink Index Fink Index中，每一行对应一种物相，按中，每一行对应一种物相，按d值

34、递减列出该物相的八条最强线值递减列出该物相的八条最强线d值、英文名值、英文名称，称，PDF卡片号及微缩胶片号，假若某物相的卡片号及微缩胶片号，假若某物相的衍射线少于八根，则以衍射线少于八根，则以0.00补足八个补足八个d值。值。 每种物相在每种物相在Fink Index中至少出现四次中至少出现四次。4. 物相定性分析过程物相定性分析过程 常规物相定性分析的步骤如下：常规物相定性分析的步骤如下：（1）实验）实验 用粉末照相法或粉末衍射仪法获取被测试样用粉末照相法或粉末衍射仪法获取被测试样物相的衍射花样或图谱。物相的衍射花样或图谱。常规物相定性分析的步骤：常规物相定性分析的步骤：（2 2）通过对所

35、获衍射图谱或花样的分析和计算，获通过对所获衍射图谱或花样的分析和计算，获得各衍射线条的得各衍射线条的22，d d 及相对强度大小及相对强度大小I I/ /I I1 1。在这几。在这几个数据中，要求对个数据中，要求对22和和d d 值进行高精度的测量计算，值进行高精度的测量计算，而而I I/ /I I1 1相对精度要求不高。相对精度要求不高。 目前，一般的衍射仪均由计算机直接给出所测目前，一般的衍射仪均由计算机直接给出所测物相衍射线条的物相衍射线条的d d值。值。（3）使用检索手册，查寻物相使用检索手册，查寻物相PDF卡片号卡片号 根据需要使用字母检索、根据需要使用字母检索、Hanawalt检索

36、或检索或Fink检检索手册，查寻物相索手册，查寻物相PDF卡片号。一般常采用卡片号。一般常采用Hanawalt检索，用最强线检索，用最强线d值判定卡片所处的大组，用次强线值判定卡片所处的大组，用次强线d值判定卡片所在位置，最后用值判定卡片所在位置，最后用8条强线条强线d值检验判断结值检验判断结果。若果。若8强线强线d值均已基本符合，则可根据手册提供的值均已基本符合，则可根据手册提供的物相卡片号在卡片库中取出此物相卡片号在卡片库中取出此PDF卡片。卡片。（4）若是多物相分析，则在（若是多物相分析，则在（3）步完成后，对）步完成后，对剩余的衍射线重新根据相对强度排序，重复（剩余的衍射线重新根据相对

37、强度排序，重复（3）步骤，直至全部衍射线能基本得到解释。步骤，直至全部衍射线能基本得到解释。常规衍射仪所采取的检索程序框图常规衍射仪所采取的检索程序框图5 物相定性分析所应注意问题物相定性分析所应注意问题 （1）一般在对试样分析前，应尽可能详细地了解样一般在对试样分析前，应尽可能详细地了解样品的来源、化学成分、工艺状况，仔细观察其外形、品的来源、化学成分、工艺状况，仔细观察其外形、颜色等性质，为其物相分析的检索工作提供线索。颜色等性质，为其物相分析的检索工作提供线索。（2）尽可能地根据试样的各种性能，在许可的条件尽可能地根据试样的各种性能，在许可的条件下将其分离成单一物相后进行衍射分析。下将其

38、分离成单一物相后进行衍射分析。5 物相定性分析所应注意问题物相定性分析所应注意问题 （3）由于试样为多物相化合物，为尽可能地避免由于试样为多物相化合物，为尽可能地避免衍射线的重叠，应提高粉末照相或衍射仪的分辨率。衍射线的重叠，应提高粉末照相或衍射仪的分辨率。（4）对于数据对于数据d值，由于检索主要利用该数据，因值，由于检索主要利用该数据，因此处理时精度要求高，而且在检索时，只允许小数此处理时精度要求高，而且在检索时，只允许小数点后第二位才能出现偏差。点后第二位才能出现偏差。（5）特别要重视低角度区域的衍射实验数据，因特别要重视低角度区域的衍射实验数据，因为在为在低角度区域低角度区域，衍射所对应，衍射所对应d值较大的晶面，不值较大的晶面，不同晶体