X射线衍射的应用重点.pptVIP

* 补充：微晶粒尺寸的测定  微晶是指尺度在10-5-10-7cm的相干散射区，这种尺度足以引起可观测的衍射线宽化。 利用微晶相干散射导致衍射宽化的原理，Scherrer导出了微晶宽化表达式及其使用条件： 式中βhkl为衍射线的半高宽（FWHM, Full Width at Half Maximum），单位为弧度 Scherrer公式的适用范围为Dhkl 在30?-2000?。 * 对于TiO2纳米粉体，其主要衍射峰2θ为25.5 °，可指标化为101晶面。 当采用CuKα作为X射线源，波长为0.154nm，衍射角的2θ为25.30 °，测量获得的半高宽为0.375 °，一般Sherrer常数取0.89。 D101＝Kλ/B1/2cosθ＝0.89×0.154×57.3/（0.375×0.976）＝21.5 nm。 * 晶粒大小测量的衍生 根据晶粒大小还可以计算出晶胞的堆垛层数。根据Nd101＝D101， d101为101面的晶面间距。 获得TiO2晶粒在垂直于101晶面方向上晶胞的堆垛层数N＝D101/d101=21.5/0.352=61。由此可以获得TiO2纳米晶粒在垂直于101晶面方向上平均有61个晶面组成。 根据晶粒大小，还可以计算纳米粉体的比表面积。当已知纳米材料的晶体密度ρ和晶粒大小，就可以利用公式ｓ＝6/ρD进行比表面计算 * 总结 第一节 物相分析 定性分析：PDF卡片（三强线、八强线、全部）、多相分析 定量分析：内标法、K值法、任意内标法和直接对比法 第二节 点阵常数的精确计算 误差来源、去除的实验手段、数据处理技巧 * 布喇格–布伦塔诺 * 6.应注意的几个问题 （1）实验条件影响衍射花样 在查核强度数据时，要注意样品实验条件与PDF卡片实验条件之异同。 在定性分析过程中以d值为主要依据，而相对强度仅作为参考依据。 在核查d值时，还应考虑到低角度衍射线的分辨率较低，因而测量误差比高角度线条大的情况等。 （2）在分析工作中充分利用有关待分析物的化学、物理、力学性质及其加工等各方面的资料信息 （3）固溶体相的鉴定 （4）计算机自动检索 * 二、物相定量分析 设样品中任意一相为j，某(HKL)衍射线强度为Ij，其体积分数为fj，样品(混合物)线吸收系数为?；定量分析的基本依据是： Ij随fj的增加而增高；但由于样品对X射线的吸收，Ij亦不正比于fj，而是依赖于Ij与fj及?之间的关系。 1.基本原理 * 多相混合物样品，其?可表示为 式中，(?m)j-j相质量吸收系数；wj-j相质量分数。 衍射仪法吸收因子为1/2?，混合物样品中任一相j的强度(Ij)为 Vj-j相参与衍射(被照射)的体积，设样品参与衍射(被照射)的总体积V为单位体积，则Vj=V·fj=fj。 * 设 对于同一样品各相而言，B值相同 又设 对于给定之j相，Cj是只取决于衍射线条指数(HKL)的量 则 （7-3） 此式即为物相定量分析的基本依据。 * 设多相样品中任意两相为j1和j2，按式(7-3)，有 （7-4） 式(7-4)中，Ij1与Ij2由j1相与J2相的衍射线条强度测量可得，而Cj1与Cj2通过计算可求。故可得Vj1/Vj2或fj1/fj2。 若已知样品为两相混合物，即有fj1+fj2=1，则可分别求得fj1与fj2，此即为物相分析之直接对比法。 若在样品内加入一已知含量的物相(s，称内标物)，据待分析相(a)与s相之强度比Ia/Is亦可求得a相含量，此即为物相分析之内标法，内标法又分为内标曲线法、K值法与任意内标法等方法。 * 2、内标法 若混合物中含有n 个相(n＞2)，此时可往试样中加入标准物质，这种方法称为内标法，也称掺合法。显然，该法仅适用于粉末试样。 如加入的标准物质用s 表示，其质量分数为ws；被分析的a相在原试样中的质量分数为wa，加入标准物质后为wa，则式变成： (7-6) * 假如在每次实验中保持ωs不变，则(1-ωs)为常数，而ωa=ωa(1-ωs)。对选定的标准物质和待测相，ρs和ρa均为常数，因此，式(7-6)可以写成： 上式说明，待测相分a 的某条衍射线强度Ia和标准物质衍射线条Is之比，与待测相分a在原试样中的质量分数wa成线性关系。用内标法进行定量分析时，需事先配制一组试样绘制定标曲线。 * 内标法应用示例 试样由石英和白云石组成，先用纯的石英和白云石按不同比例配制一系列混合样，再往其中掺入一定量的萤石作为标准物质。 优点：原理简单，容易理解； 缺点：要作标准曲线，有一定的困难。 I石英101/I萤石111 * 3、K值法 在内标法中，还必须作标准曲线得出比例常数。能否不作标准曲线就可