X射线分析第四章—应用(OK).ppt

第四章 X-射线衍射分析应用;;单晶衍射法：研究单晶，定晶向 多晶衍射法：一般 物相分析，常用 双晶衍射法：用一束Ka1作射线参考晶体表面，反射得近单色偏振射线，再经光阑得到准值X射线，再照射摆动的第二晶体，双晶衍射仪。（研究完整晶体、表面缺陷，常用于半导体材料、光电材料研究）;一、 单晶衍射方法;德拜—谢勒法： 约0.5毫米细圆柱状的粉末集合体，图样衍射弧； 平面底片照相法（针孔法）：分透射和背射法（吸收少） 试样为多晶体，试样或底片可绕入射线轴转动，可得完整的衍射环；用于研究晶粒大小、择优取向及点阵常数精确测定等; 聚焦法：底片与样品处于同圆周，以发散度大的X射线照射样品。（同一圆周上的同弧圆周角相等），使多晶等同晶面的衍射线在底片上聚焦成一点或一条线。不适于分析未知样品 衍射仪法：平板状样品，衍射峰，吸收因数影响小。; S=4θR或 S=4θπR/1802θ—衍射角；R—圆形底片半径。2dsinθ=λ 求出d。;从低角区扫描到1000，一般为20～900。;;反射本领强 大块单晶体 ;1) 扫描速率： 一般物相分析2～4o/min，多为2o/min， 测点阵常数、定量或微量相分析时0.5o/min； 2) 样品晶粒尺寸：晶粒控制在5μm以下，粉末尺寸1～5μm； （晶粒或粉末太粗，衍射面少，衍射强度小；太细，衍射峰宽，测试精度低） 3) X射线有效穿透深度：x = 1.5 sinθ/μ μ—物质的线吸收系数(Fe对 FeKα 560 cm-1) 表面极薄一层物质对衍射峰有贡献； 4) 注意试样表面处理和防护，不能有应力和杂物； 5) 当某种组成相含量较少时，最好用萃取方法提取其粉末。;;4.2 物相分析; 3. 参比谱集 1）Powder Diffraction File（PDF） “粉末衍射标准联合会”编辑出版 2）中科院贵阳地化所“矿物X射线粉晶鉴定手册” 3）辽宁地质局“矿物X射线鉴定表” 4）北京钢铁总院“钢和合金中常见相X射线鉴定手册”;4. PDF卡片及PDF卡片索引;（卡片编号：13集372号卡片） ;2） PDF卡片数值索引（种类多）;（2）无机相字母索引(Powder Diffraction File Alphabetical Index lnorganic Phases);3. 物相定性分析的基本步骤; 注意事项： 1）以d为主，I/I1为辅； 2）全对上，有时一峰多相； 3）小d值，强I/I1的衍射线重要； 4）考虑误差：实验条件与标准谱条件有别，或制样 状态、扫描速率等因素； 5）多相混合物中，注意低含量相峰少而弱，甚至无法确定 6）对于复合相有时难以查出，以至于没有现成标准数据，要结合能谱分析、透射分析 ;多相物质分析;举例：;一、基本原理：多相混合物中，某相某晶面衍射强度 Ij 随其体积分数增加而增高；随混合物线 吸收系数 μ 增加而降低。 ;二、分析方法：;(3) 不知上述参数，配几种已知成分试样，测出试样Iα / Iα0，绘出Iα/Iα0—Wα曲线(当μα=μβ时为直线)，在曲线 上找到实测点，对应横坐标既为Wα。;;;;参考题：;5. 直接比较法;;只要用高角区一条衍射线 不同晶系需要线数不同;例：求Al的晶胞参数。 用Cu(K?1) 射线（ ?=1.5405埃 ）照射样品，选取? = 81.17 °的衍射线(3 3 3)。 ;由布拉格方程微分及d-a关系有：; 多数误差在? ?90?时，减小或趋于零; 3. 精密测定点阵常数方法 ; 3. 精密测定点阵常数方法 ;高角区，H K 0， 0 0 L少，必须用尼尔逊外推函数外延;还有ctg2q等外推;;;4.4 点阵参数精确测定的应用;实际应用中点阵参数测量应当注意的问题。 点阵参数的精确测定包括: 仔细的实验(如制样、仪器仔细调整与实验参数选择)、衍射线峰值位置的精确测量和数据的严格处理(如采用最小二乘法处理等)。 ;1. 固溶体的类型与组分测量 不同类型固溶体, 点阵参数随溶质原子浓度变化规律不同, 由此确定固溶体类型。 氢、氧、氮、碳、硼等原子尺寸较小，溶解于溶剂金属中时，将使基体的点阵参数增大。;对立方晶系的基体，置换原子对点阵参数影响取决于溶质原子和溶剂原子大小的比例。溶质原子大则点阵参数增大，反之则减小。 对非立方晶系的