X射线衍射(环工院)素材.ppt

平板状样品，衍射线累积强度中的吸收因子与θ角无关，此时μ为试样的线吸收系数 。 3-49  上式将粉末衍射线强度与物相的质量百分含量联系在一起。  式3-49即为 X 射线物相定量分析的基础理论公式。 外标法 外标法是采用对比试样中第j 相的某衍射线和纯j相（外标物质）的同一条衍射线强度而获得样品中第j相的含量。外标法，原则上只适于含两相物质系统的含量测试。 设试样中两相的质量吸收系数分别为?m1和?m2，两相的质量百分数分别为X1和X2，那么，该试样的质量吸收系数可写作： ?m= ?m1X1+ ?m2X2 X1+X2=1 以I10表示纯1相的某衍射线强度，此时，X2=0，X1=1则： 两相系统中只要已知各相的质量吸收系数，在实验测试条件严格一致的情况下，分别测试得某相的一衍射线强度及对应的该纯相相同衍射线强度，即可获得待测试样中该相的含量。 图3-41为测定水泥水化产物钙矾石（AFt）的X射线定量分析用定标曲线。 内标法 设样品有几个物相，质量分别为W1，W2，W3，… Wn，样品总质量 。试样中加入标准物相S，质量为WS。Xj为第 j 相（待测相）的质量百分数，而Xj′为加入标样后的质量百分数，XS为标样的质量百分数。那么Xj′有： 当试样中所含物相数大于2时，且各相的吸收系数不同，常采用在试样中加入某种标准物相来进行分析，此方法通常称为内标法。  由式可得到j物相某衍射线强度: 对于标准物，其某一衍射线强度为： 比较两式可得： 一般情况下，标样的加入量为已知，因XS为常数，故令 ： 那么上式可写作： Ij / Is=C · Xj 上式即为内标法基本公式。 在实验测试过程中，由于常数 C 难以用计算方法获得，因此，实际操作过程中也是采用定标曲线，再进行分析。通常采用配制一系列的标样，即用纯 j 相与掺入物相 S 配制成不同的重量分数的标样，用X射线衍射仪测定。已知不同 Xj 的 Ij/IS，作出定标曲线，然后再进行未知试样中j相的测定 。 如图3-42为石英定量分析的定标曲线，以萤石为内标物相。 基体冲洗法（K值法） 从式 Ij / Is = C · Xj 中知，常数C与标样物相的掺入量有关，这必然会导致因实验过程测定定标曲线时，因样品的混合、计量等引入较多的误差，为消除此不足，F.H.Chung改进了内标测试方法，基本消除了因外掺标样物相所造成的误差，并称此改进方法为基体冲洗法，而习惯上由称之为K值法。 在式（3-56）中令：则式（3-56）可变为： 从上式中可看出，常数与 j 相和 S 相的含量无关，也与试样中其他相的存在与否无关。而且，与入射光束强度 I0 以及衍射仪圆半径 R0 等实验条件无关，而只与j和S相的密度，结构及所选衍射线条有关，但与X射线的波长有关。但当入射线波长选定后，只与j和S相有关。显然，只需已知，测定Ij和Is，通过上式即可求得 Xj。 X射线物相定量分析过程 对于一般的X射线物相定量分析工作，总是通过下列几个过程进行：（1）物相鉴定 即为通常的X射线物相定性分析。（2）选择标样物相 标样物相的理化性能稳定，与待测物相衍射线无干扰，在混合及制样时，不易引起晶体的择优取向。 （3）进行定标曲线的测定或 Kjs测定 选择的标样物相与纯的待测物相按要求制成混合试样，选定标样物相及待测物相的衍射，测定其强度Is和Ij，用Ij/Is和纯相配比Xjs 获取定标曲线或Kjs 。（4）测定试样中标准物相j的强度或测定按要求制备试样中的特检物相j及标样S物相指定衍射线的强度。（5）用所测定的数据，按各自的方法计算出待检物相的质量分数Xj。 X射线物相定量分析过程应注意的问题 在定量分析的基础公式中，假设了被测物相中晶粒尺寸非常细小，各相混合均匀，无择优取向。 实际情况存在一定的不同。在试样制备及标样选择时 ，避免重压，减少择优取向，通常采用透过窗样品架，而在测量时，采用样品从其面法线转动来消除择优取向的影响。 晶体结构分析 单晶体的形状和大小决定了衍射线条的位置，也即θ（2θ）角的大小，而晶体中原子的排列及数量，则决定了该衍射线条的相对强度