材料分析方法-第四章.ppt

电容器充、放电，有时间滞后，取决于电阻R和电容C乘积。 时间常数RC ：R和C乘积，其量纲是秒。 时间常数越大，滞后越严重，即建立平衡时间越长， 1）时间常数越大：计数率计对衍射强度变化越不灵敏，表现为衍射峰越平滑，但滞后也越严重，即衍射峰形状、位置受到歪曲越显著。 2）时间常数过小：衍射峰起伏太大，弱峰识别困难。 因此，实验中应根据需要合理设定时间常数RC值。 四、X射线衍射仪的常规测量 （一）衍射强度的测量 衍射仪计数测量：有连续扫描和（步进）阶梯扫描两种。 1. 连续扫描：计数器与计数率仪连接 计数器以θ- 2θ联动方式，在选定2θ范围 从低角向高角方向扫描，测量各衍射角的衍射强度，获得 I – 2θ曲线。 优点：速度快、工作效率高，全谱测量，用物相定性分析。 连续扫描测量精度：取决于扫描速度和时间常数RC。故要合理选择两参数。 连续扫描曲线：衍射线相对强度（CPS）随2θ角变化曲线。 图4-13 连续扫描测得的钨酸锆粉末衍射花样 2. 步进（阶梯）扫描：将计数器与定标器连接 ① 计数器转到某 2θ 角不动，用定时计数法或定数计时法，测出平均计数率，即该2 θ角处衍射强度； ② 计数器按一定步进宽度（角度间隔）和步进时间转动，逐点测量各2 θ角衍射强度，绘出衍射图。 优点：因不用计数率计，无滞后效应，故测量精度高； 虽每点测量时间长，但总计数大，计数统计波动小。 步进扫描：用于测定2 θ角范围不大的一段衍射图，适合于各种定量分析。测量精度受步进宽度和步进时间影响。 步进扫描方式：强度分布曲线如下图。 衍射峰强度计算：须扣除曲线上的背底强度。 背底扣除办法：将计数器转到相邻衍射线中间，测出背底强度计数率，再从衍射线强度计数率中扣除。 图4-14 阶梯扫描测得的强度分布曲线 （二）实验参数的选择 1） 发散狭缝选择： 发散狭缝：1／30o，1／12o，1／6o，1／4o，1／2o，1o，4o； 作用：限制入射线发散角，决定射线照射面积。 选择原则：以照射面积不超出试样工作面为原则。 因2θ角↓ →射线照射面积↑ ，以2θ角最低时为准。 一般地：只要强度足够大，尽可能选用较小狭缝宽度。 发散狭缝K 1．狭缝宽度 2）接受狭缝选择： 接受狭缝宽度：0.05，0.1，0.2，0.4，2.0mm等。 接收狭缝 F ↑→衍射积分强度↑ ，但背底↑→峰-背比↓ ，这对探测弱衍射线不利。 选择原则：由衍射工作目的来选择。 1) 要提高分辨率，选择较小接收光阑 F； 2) 要提高衍射强度，应加大接收光阑 F。 接收狭缝F 3）防散射狭缝选择： 宽度 L选择 ：对衍射线无影响，只影响峰-背比，一般选用与发散狭缝相同角宽度。 如：1／30o，1／12o，1／6o，1／4o，1／2o，1o，4o。 防散射狭缝L 2．时间常数的选择 用计数率计进行连续扫描测量时，时间常数影响较大。 时间常数越大，衍射线轮廓平滑，但分辨率、强度下降，峰顶向扫描方向移动，线形不对称畸变宽化。 因此，应选用尽可能小时间常数 ，以提高测量精确度 。 时间常数越大：对输入脉冲变化反应越不灵敏； 时间常数过小：虽能真实反映计数，但衍射线和背底波动加剧，弱线难识别。 时间常数小 时间常数中 时间常数大 时间常数对石英（112）衍射峰形状的影响 扫描速度对实验结果的影响与时间常数相似。 扫描速度对石英(100)衍射峰形状的影响 扫描速度快，可节省时间； 扫描速度过快： 导致峰高和分辨率下降，线形畸变、不对称宽化、峰顶向扫描方向偏移。 为提高测量精确度，应选用小的扫描速度。 3．扫描速度的选择 扫描速度：计数管在测角仪圆上转动角速度， “度 /分” 。 物相分析：常用1o/min、2o/min或5o/min。 若用位能（敏）正比计数器，可达120o/min。 可看出： 增大扫描速度或时间常数的不良后果相似。 但必须指出： 极低扫描速度或时间常数：并不总有好处。 扫描速度过低：不合实际；时间常数过低：背底波动加剧，弱峰不易识别。 综合以上分析，可得如下结论： 1）提高分辨本领，须选用低速扫描和小接受光阑； 2）提高强度测量精度：应用低速扫描和中等接受光阑。 表4-3列出了对不同实验目的的推荐的实验条件、供参考 。 不同实验目的的推荐的实验条件 测角仪（θ-θ方式）特点： 1. 精度高：最小步长为0.0001°。 2. 非接触性光学编码器，机械磨损小，可长期运行而精度不减。 3. 测角圆直径可变：满足