第5章X射线物相分析-2讲解.ppt
文本预览下载声明
方法概要:在被测的粉末试样中加入一种含量恒定的标准物质,混合均匀后制成复合试样,测量复合试样中待测相的某一衍射峰强度与内标物质某一衍射峰强度,根据两个强度之比来计算待测相的含量。 公式推导:设被测试样由n个相组成,待测相为A,在试样中掺入内标物质S,混合均匀后制成复合试样。 令: WA ---A在被测试样中的重量百分数; WA’---A在复合试样中的重量百分数; WS--- S在复合试样中的重量百分数 WA = WA’/ (1-WS ); WA’ = WA? (1-WS ) 根据X射线定量分析的普适公式,复合试样中A与与S的衍射强度分别为: 2、内标法 复合试样中A与S相的强度比IA/IS与待测试样中A相的重量分数WA呈线性关系,K为其斜率。 若K已知,测量复合试样中的IA与IS,即可计算出待测试样中A的含量WA。 (1) 测绘定标曲线 配制一系列(3个以上)待测相A含量已知但数值各不相同的样品,向每个试样中掺入含量恒定的内标物S,混合均匀制成复合试样。在A相及S相的衍射谱中分别选择某一衍射峰为选测峰,测量各复合试样中的衍射强度IA与IS,绘制IA/IS ~ WA曲线,即为待测相的定标曲线。 (2) 制备复合试样 在待测样品中掺入与定标曲线中比例相同的内标物S制备成复合试样 (3) 测试复合试样 在与绘制定标曲线相同的实验条件下测量复合试样中A相与S相的选测峰强度IA与IS。 (4) 计算含量 由待测样复合试样的IA/IS在事先绘制的待测相定标曲线上查出待测相A的含量 WA。 石英(待测相)的重量分数W石英 以萤石作内标物质的石英的定标曲线 I石英/I萤石 内标法的缺点: 需要作定标曲线,操作较麻烦。 实验步骤: 3、直接比较法——钢中残余奥氏体含量测定 上述定量分析方法均属内标法系统,它们在冶金、化工、地质、石油、食品等行业中获得广泛应用。然而,对于金属材料,往往难以配制均匀的纯相混合样品。用直接比较法测定多相混合物中的某相含量时,是以试样中另一个相的某根衍射线条作为标准线条作比较的,而不必掺入外来标准物质。因此,它既适用于粉末、又适用于块状多晶试样,在工程上只有广泛的应用价值。本节以冲火钢中残余奥氏体的含量测定为例,说明直接比较法的测定原理。 当钢中奥氏体的含量较高时,用定量金相法可获得满意的测定结果。但当其含量低于10%时,其结果不再可靠。磁性法虽然也能测定残余奥氏体,但不能测定局部的、表面的残余奥氏体含量,而且标准试样制作困难。而X射线法测定的是表面层的奥氏体含量,当用通常的滤波辐射时,测量极限为4%—5%(体积);当采用晶体单色器时,可达0.1%(体积),由此可见其优点。 图5—4所示为油淬Ni—V钢衍射图局部。直接比较法就是在同一个衍射花样上,测出残余奥氏体和马氏体的某对衍射线条强度比,由此确定残余奥氏体的含量。 按照衍射强度公式,令 式中K为与衍射物质种类及含量无关的常数。R取决于θ、hkl及待测物质的种类,V为X射线照射的该物质的体积;μ为试样的吸收系数。 将奥氏体用脚标γ表示,马氏体用脚标α表示后,则在同一张衍射花样上,奥氏体和马氏体对衍射线条的强度表达式为 同任何一项试验一样,残余奥氏体测定的原理比较简单,但要获得精确的结果,并非易事,必须在试验的各个环节上减少试验误差,主要需要注意以下几点: (1)试样制备 在制备试样时,首先磨掉脱碳层,然后处理以得到平滑的无应变的表面。避免试样过度发热或塑性变形,防止引起马氏体和奥氏体部分分解。 (2)试验方法 摄照时应使用晶体单色器,获得波长更加单一的射线,以提高分析灵敏度。 (3) 衍射线对的选择 避免不同相线条的重叠或过分接近。 (4) R值的计算 计算各根衍射线的R值时,考虑几个因子的实际情况,进行修正或者求加权平均值。 外标法:以待测物相的纯物质作为标样以不同的质量比例另外进行标定,并作曲线图。外标法适合于特定两相混合物的定量分析,尤其是同质多相(同素异构体)混合物的定量分析。 内标法:是在待测试样中掺入一定量试样中没有的纯物质作为标准进行定量分析,其目的是为了消除基体效应。内标法最大的特点是通过加入内标来消除基体效应的影响,它的原理简单,容易理解。但它也是要作标准曲线,在实践起来有一定的困难。 直接比较法:通过将待测相与试样中存在的另一个相的衍射峰进行对比,求得其含量的。直接法好处在于它不要纯物质作标准曲线,也不要标准物质,它适合于金属
显示全部