材料分析与基础--第五章 多晶物相分析.pptVIP

第五章 多晶物相分析 主要内容: 5.1物相定性分析 1.理论基础 2.ASTM卡片和PDF卡片 3.PDF卡片索引方法 4.定性分析步骤 5.定性分析实例 6.计算机自动检索 7.关于的d值的计算 5.2物相的定量分析 1.基本原理 2.分析方法 1)外标法 2)内标法 3)K值法 4)直接比较法 3.影响物相分析的因素 物相:材料中由各种元素组成的具有一定结构的化合物,包括单质和固溶体. 当晶体中成分不同,晶体结构不同,因而其大小形貌以及物理性质不同的不同部分,称为不同相,由多相物组成多相试样 5.1物相定性分析 1.理论基础(分析准备) 1)每一种物质有它的 特定衍射的花样,多相物质衍射花样是由各相物质衍射花样的迭加 2)X射线的衍射谱 ,是衍射强度I;入射角θ,晶面间距d的关系曲线,它是相分析基本判据. 标准衍射线谱:即已知结构物相的I__d曲线,数据组(数据库) 所谓相分析,是将未知物质的I__d衍射谱与标准衍射谱对照,从而确定物相. 2.ASTM和PDF卡片 卡片出版经历了几个阶段,1941年,由美国材料试验协会ASTM整理出版,叫ASTM卡片1969___1992年改由粉末衍射标准联合会 JCPDS和国际衍射资料中心联合出版,并几次改版,出版PDF卡片,至1997年已有卡片组47组. 包括有机无机物相67,000个,并且每年增加 3.PDF卡片索引 1)Hanawalt无机相索引 2）无机相字母索引 4.分析步骤 1）获得衍射谱；用德拜照相法或衍射仪法均可 2）计算晶面间距d 3）测量相对衍射强度（I/I1） 4）检索PDF卡片 （1）先利用3强线的I__d（I/I1）关系，找出可能的被测相 （2）利用8强线校对 5）确认：全部基本相符，确认 6）定性相分析流程图（见P43，图4—3） 5.分析实例 1）获得衍射谱 （P43，图4—4） 2）求出相应的d值， 依次排序 3）测量相对的强度 （I/I1）并列 出数据 表（见P44，表4—2） 4）检索PDF卡片（见P43） （1）先利用3强线的d __ I/I1关系检索 （2）用8强线校对 （3）全部的d __ I/I1校对 例中：Si:从谱线3强线依次找 TiO2同理 注意：有时相互交错 5）判定（确认） 例中判定： （1）有Si相（2）有TiO2相，该试由Si和TiO2组成多相物质。 有时不能确定唯一卡片，可能给出数个卡片，尚不能确定物相，就得结合更多相关数据（如成分，加工条件等）加以仔细判定 6.计算机自动检索（见P45）（略） 7.关于d值的计算（d，θ, I关系） 1）. 2dsin θ=nλ=λ（一阶衍射） 2）.不同晶面间距公式（复习） 例：立方晶系：dhkl=a√h2+k2+l2 3).d__ θ关系，特征比例数 所有晶系：当θ由小变大时，d由大变小 ∵2dsin θ= λ sin θ= λ/2d ∝1/d sin2 θ ∝ 1/d2 1/d12 :1/d22 : …….. 1/di2 …….. =sin2 θ1: sin2 θ2: … sin2 θi …….. =N1:N2: …….. Ni …….. =（化成）整数比 （如比例N1:N2 ……..≠整数，全部×2或×3可化成整数比。） （1）立方晶系： 简单立方：1：2 ： 3 ： 4 ： 5 ： 6 ： 8 ： …….. 体心立方：1 ： 2 ： 3 ： 4 ： 5 ： 6 ： 7 ： 8 ： …… 面心立方3 ： 4 ： 8 ： 11 ： 12 ： 16 ： 19 ：20.. （2）非立方晶系： 例：四方晶系：l=0时，特征比：1 ： 2 ： 4 ： 5 ： 8 ： 9 ： 10其中2 ： 4 ： 5是关键整数值 六方晶系：l=0时，特征比：1 ： 3 ： 4 ： 7 ： 9……其中3 ： 7是关键数 4）（人工）标定 （1）找出I__ θ关系 （2）测量（计算）特征比例， sin2 θ1: sin2 θ2: … sin2 θi …….. = （3）确定晶体类型 （4）计算d h k l值 （5）标定hkl谱线 （6）计算点阵参数（a,b,c） 例：立方晶系： dhkl=a/√h2+k2+l2 a=√h2+k2+l2/ dhkl 非立方晶系（见前面） *附：利用高角衍射线计算点阵参数原因（1）高角衍射线被