第章 多晶体的物相分析.ppt

1、强度失真　导致强度失真的因素主要有，一是样品的择优取向。它可使强度严重失真。二是消光效应的存在，它使强线有较大的削弱。2、精度问题　衍射强度受实验条件和测量技术的影响较大。因此在做标准样和未知样时，应采用尽可能严格一致的实验条件，包括所用的仪器、制样方法等。同时要获得好的结果，仪器要有较高的精度。因此，一般采用衍射仪法。 　 四、定量分析 （三）定量分析中存在的问题 五、点阵参数精确测定 在物相分析中主要根据不同物相的晶体具有不同的晶体结构，X射线衍射通过对晶体结构中主要点阵常数面间距组合与标准数据比较来确定物相，这样面间距数据可以允许一定误差。所以点阵常数是晶体的重要基本参数，一种结晶物相在一定条件下具有一定的点阵参数，当温度、压力、化合物的化学剂量比、固溶体的组分以及晶体中杂质含量的变化都会引起点阵参数发生变化。但这种变化往往是很小的（约10-5nm数量级），因此必须对点阵参数进行精确测定。以便对晶体的热膨胀系数、固溶体类型的确定、固相溶解度曲线、宏观应力的测定、化学热处理层的分析、过饱和固溶体分解过程等进行研究 。 五、点阵参数精确测定 （一）误差的来源 误差分为偶然误差（或称无规则误差）和系统误差两类。 偶然误差来自测量衍射线峰位时的判断错误或偶然的外界干扰，没有一定的变化规律。 系统误差是由实验条件（仪器和试样等）引起的系统偏差，其特点是其大小按某种误差函数作有规律的变化。 上述两种误差可用精细的实验技术将其减小，还可用数学处理加以修正。对具体的实验方法进行分析，可找到误差变化的规律性（误差函数），就可用数学方法修正误差。 用X射线测定物质点阵参数，是通过测定某晶面的掠射角来计算。以立方系晶体为例，由立方晶系面间距公式 d2=a2/(h2+k2+l2)和布拉格方程2dsinθ=λ可得到：　　　　　sin2θ/N=λ2/4a2?? N=k2+k2+l2上述波长λ是经过精确测定的，有效数字可达7位，点阵参数的精度主要取决于sinθ的精度。θ角的测定精度取决于仪器和方法。在衍射仪上用一般衍射图来测定，约可达0.02°。照相法测定的精度就低得多（比如说，0.1°）。照相法主要的误差有：相机的半径误差，底片的伸缩误差、试样的偏心误差以及试样的吸收误差等等。当采用衍射仪测量时，尚存在仪器调整等更为复杂的误差。 五、点阵参数精确测定 （一）误差的来源 图5-3表示sinθ的变化与θ的关系。可见，当θ接近90°时，其变化最为缓慢。假如在各种角度下的测定精度相同。则在高θ角时所得的simθ角将会比低角时的要精确多。对布拉格公式微分，可以得出以下关系： △d/d=-ctg△θ　 该式说明，当△θ一定时，采用高θ角的衍射线测量，面间距误差 △d/d （对立方系物质也即点阵参数误差△a/a ）将要减小；当θ趋近90°时，误差将会趋近于零。因此，应选择角度尽可能高的线条进行测量。 五、点阵参数精确测定 （二）图解外推法 实际能利用的衍射线，其θ角与90°总是有距离。不过可以设想外推法接近理想状况。例如，先测出同一种物质的多根衍射线，并按每根衍射线的角计算出相应的值。以θ为横坐标，为纵坐标，所给出的各个点子可连接成一条光谱曲线值，将曲线延伸使之与θ=90°处的纵坐标相截，则截点所对应的值即为精确的点阵参数值。曲线外延难免带主观因素，故最好寻求另一个量（θ的函数）作为横坐标，使得各点子以直线的关系相连接。不过在不同的几何条件下，外推函数却是不同的。人们对上述误差进行了分析总结，得出以下结果：△d/d=Kcos2θ对于立方系物质可有△a/a=△d/d=Kcos2θ?式中K为常数。该式表明，当cos2θ减小时， △a/a亦随之减小；当 cos2θ趋于零（即θ趋近于90°）时，△a/a趋于零，即a趋近于真值a0。由此可以引出处理方法：测量出若干条高角度的衍射线，求出对应的θ值及a值，以 cos2θ为横坐标，a为纵坐标，所画出的实验点子应符合直线关系。按照点子的趋势，定出一条平均直线，其延线与纵坐标的交点即为精确的点阵参数 a0。 * * 一、X射线物相分析的基本原理与思路 第4章 多晶体的物相分析 材料分析： 化学成分分析： 如某一材料为Fe96.5%,C 0.4%,Ni1.8%或 SiO2 61%, Al2O3 21%,CaO 10% FeO 4%等。物相分析： 如一材料C，是由金刚石还是由石墨组成。 一个物相是由化学成分和晶体结构两部分所决定的。X射线的分析正是基于材料的晶体结构来测定物相的。 我们知道每一种结晶物质都有自己独特的晶体结构，即特定点阵类型、晶胞大小、原子的数目和原子在晶胞中的排列等。　这决定了当X射线通过晶体时，每一种结晶物质都有自己