5.第四章X射线物相技术讲解.ppt

教案 第五周, 2学时;材料近代分析测试方法;本章讲授内容;2.1 X射线物相分析概念; ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????;2.2 定性相分析;基本原理; 定性分析是要鉴别出待测样品是由哪些“物相”所组成。X射线用于物相分析是因为所测得的晶面间距d以及它们的相对强度I/I1是物质的固有特性。每种物质都有特定的晶格类型和晶胞尺寸，而这些又都与衍射角和衍射强度有着对应关系，所以可以象根据指纹来鉴别人一样用衍射图像来鉴别晶体物质，即将未知物相的衍射花样与已知物相的衍射花样相比较。;定性相分析的判据;PDF卡片; 既然多晶体的衍射花样是被鉴定物质的标志，那么就有必要大量搜集各种已知物质的多晶体衍射花样。将其加以科学分类，以标准卡片的形式保存这些花样，这就是粉末衍射卡片（PDF）。 ;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。 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。现已出版了36 集 4 万多张. ;　　 粉末衍射卡也简称JCPDS国际粉未衍射标准联合会（the Joint Committee on Powder Diffraction Standards）卡，该联合会每年出版一组有机物质和一组无机物质的粉未射卡片，第张卡片上记录了一种物质的衍射数据和结晶学据。到2003年初，已出版了65 组，包括有机和无机物质。现在已可以通过光盘进行检索。;自动检索： 利用计算机进行自动检索，可大大节省人力和时间。自动检索的原理是利用庞大的数据库，尽可能地储存全部相分析卡片资料，并将资料分类，然后将实验测得的衍射数据输入计算机，根据三强线原则，与计算机中所存数据一一对照，粗选出三强线匹配的卡片50-100张，然后根据其它线的吻合情况进行筛选，最后根据元素进行筛选，一般就可给出确定的结果。也可以对计算机给出的结果再进行人工检索，校对，最后得到正确的结果。 ;PDF卡片的内容;（3）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;(4) 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。 (5) 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。;(6) 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;(7) 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。;（8）矿物学名称。 （9）晶面间距，相对强度和干涉指数。 （10）卡片的顺序号。;PDF卡片索引;Hanawalt无机相数值索引;Hanawalt 索引说明（一）;Hanawalt 索引说明（二）;Hanawalt 索引说明（三）;Hanawalt 索引说明（四）;无机相字母索引;分析方法;参考内容: 手工检索过程 （1）获得衍射图后，测量衍射峰的2θ，计算出晶面间距d。并测量每条衍射线的峰高，以是最高的峰的强度作为100，计算出每条衍射峰的相对强度I／I1。（2）根据待测相的衍射数据，得出三强线的晶面间距值d1、d2、d3（最好还应当适当地估计它们的误差）。（3）根据d1值，在数值索引中检索适当d组。（4）在该组内，根据d2和d3找出与d1、d2、d3值符合较好的一些卡片。（5）若无适合的卡片，改变d1、d2、d3顺序，再按 （2）-（4）方法进行查找。（6）把待测相的所有衍射线的 d值和I/I1与卡片的数据进行对比，最后获得与实验数据一一吻合的卡片，卡片上所示物质即为待测相。 ;计算机自动检索; ① d比I相对重要 ② 低角度线比高角度线重要