05 物相分析及点阵参数精确测定 材料分析测试技术 教学课件.pptVIP

第五章 物相分析及点阵参数精确测定 一. 引言 利用X射线的方法对试样中由各种元素形成的具有固定结构的化合物，进行定性和定量分析。X射线物相分析给出的结果，不是试样的化学成分，而是由各种元素组成 的具有固定结构的化合物的组成和含量。 定性分析 定量分析 二. 定性分析 任何一种结晶物质都具有特定的晶体结构，在一定波长的X射线照射下，每种晶体物质都给出自己特有的衍射花样。每一种晶体物质和它的衍射花样都是一一对应的。多相试样的衍射花样是由它和所含物质的衍射花样机械叠加而成。 1. 定性分析的判据 通常用d（晶面间距表征衍射线位置）和I（衍射线相对强度）的数据代表衍射花样。用d-I数据作为定性分析的基本判据。 定性分析方法是将由试样测得的d-I数据组与已知结构物质的标准d-I数据组（PDF卡片）进行对比，以鉴定出试样中存在的物相。 2. PDF卡片 J. D. Hanawalt等人于1938年首先发起，以d-I数据组代替衍射花样，制备衍射数据卡片的工作。 1942年“美国材料试验协会（ASTM）”出版约1300张衍射数据卡片（ASTM卡片）。 1969年成立了“粉末衍射标准联合委员会（JCPDS）”，由它负责编辑和出版粉末衍射卡片，称为PDF卡片。 (2) PDF试样图 (3) PDF卡片结构图 (4) PDF卡片的内容 1a、1b、1c，三个位置上的数据是衍射花样中前反射区（2θ 90°）中三条最强衍射线对应的面间距，1d位置上的数据是最大面间距。 2a、2b、2c、2d，分别为上述各衍射线的相对强度，其中最强线的强度为100。 实验条件：Rad.—辐射种类（如Cu Kα); λ—波长；Filter—滤波片；Dia.—相机直径；Cut off—相机或测角仪能测得的最大面间距；Coll—光阑尺寸；I/I1—衍射强度的测量方法；d corr.abs.?—所测值是否经过吸收校正；Ref—参考资料 晶体学数据：Sys.—晶系；S.G—空间群；a0、b0、c0，α、β、γ—晶胞参数；A= a0/b0 ，C= c0 / b0 ；Z—晶胞中原子或分子的数目； Ref—参考资料。 光学性质： εα、nωβ、εγ—折射率；Sign—光性正负；2V—光轴夹角；D—密度；mp—熔点；Color—颜色； Ref—参考资料。 试样来源，制备方法：化学分析，有时亦注明升华点（S.P.），分解温度（D.T.），转变点（T.P.），摄照温度等。 物相的化学式和名称： 在化学式之后常有一个数字和大写英文字母的组合说明。数字表示单胞中的原子数；英文字母表示布拉菲点阵类型：C—简单立方；B —体心立方；F —面心立方；T —简单正方；U —体心正方；R —简单菱方；H —简单六方；O —简单斜方；Q —底心斜方；S —面心斜方；M —简单单斜；N —底心单斜；Z —简单三斜。 矿物学名称：右上角的符号标记表示：＊ —数据高度可靠；i —已指标化和估计强度，但可靠性不如前者；O —可靠性较差；C —衍射数据来自理论计算。 晶面间距，相对强度和干涉指数。 卡片的顺序号。 3. PDF卡片索引 PDF卡片索引是一种能帮助实验者从数万张卡片中迅速查到所需要的PDF卡片的工具书。由JCPDS编辑出版的手册有： (1) Hanawalt无机相数值索引 索引的编排方法是：每个相作为一个条目，在索引中占一横行。每个条目中的内容包括：衍射花样中八条强线的面间距和相对强度，按相对强度递减顺序列在前面，随后依次排列着化学式，卡片编号，参比强度（I/Ic）。 每个条目中，衍射线的相对强度分为10个等级，最强线为100用×表示，其余者均以小10倍的数字表示，写在面间距d值的右下角处。参比强度I/Ic是被测相与刚玉按1:1重量配比时，被测相最强线峰高与刚玉（六方晶系，113峰）最强线峰高之比。 整个手册将面间距d值，从大于10.00到1.0?分成45组（1982年版本）。每组的d值连同它的误差标写在每页的顶部。每个条目由第一强面间距d1值决定它应属于哪一组。每组内按d2值递减顺序编排条目，对d2值相同的条目，则按d1值递减顺序编排。 (2) 无机相字母索引 这种索引是按照物相英文名称的第一个字母为顺序编排条目。每个条目占一横行。物相的英文名称写在最前面，其后，依次排列着化学式，三强线的d值和相对强度，卡片编号，最后是参比强度（I/Ic）。 (三) 定性分析方法 1. 定性分析一般要经过以下步骤： （1）获得衍射花样：可以用德拜照相法、透射聚焦照相法和衍射仪法； （2）计算面间距d值和测定相对强度I/I1值（ I1为最强线的强度）：定性相分析以2 θ