《X射线衍射与电子显微镜》chap5-多晶体物相分析.pptVIP

原始样品：石英+碳酸钠 内标法缺点 需绘制内标曲线，至少要三份含有相同质量分数内标物质的标准混合样品 在样品中要加入内标物质，其必须是纯样品物质，要选择合适的内标物质有一定的难度，使内标法的应用受到一定的限制。 三、K值法及参比强度法 残余奥氏体含量的测定 注意事项 实验方法：采用晶体单色器测定奥氏体含量-入射辐射纯净，降低背底强度，从而提高定量分析的精度； 试样制备：用湿法磨掉脱碳层，然后进行金相抛光和腐蚀处理，得到平滑、无应变表面； 衍射线对的选择：奥氏体转变为马氏体时，奥氏体的(200)+(020)+(002)线条重叠，而体心正方(200)，或(020)与(002)分裂成两根线。选取原则：避免不同相的线条重叠或过分接近-奥氏体(200)、(220)和(311)马氏体双线(002)-(200)(112)-(211) 试样物理状态对衍射强度测量值的影响 择优取向-采用多面体试样，对多面体试样的各个面进行强度测量，然后取其平均值； 碳化物干扰-碳化物含量直接影响残余奥氏体的计算结果；碳化物的某些衍射线条可能与马氏体或奥氏体的某些线条重合。 定量物相分析原理 内标法：试样中加入已知含量的标准物相s（内标物），由未知相x与已知相s的强度比Ix/Is，可求未知相x的含量。 外标法：采用对比试样中第j相的某衍射线和纯j相（外标物）的同一条衍射线强度获得试样中第j相的含量。 K值法：实质上也是一种内标法。 E 定量分析应注意的问题 混合物相x射线定量分析方法的根本依据在于衍射强度与含量成一定的函数关系。 a. 标样的选择 ①具有良好稳定性。 ②在常用K辐射(Cu Kα，Fe Kα，Co Kα等)下，不产生K系荧光，以免增加背底而影响微量相的检测。 ③衍射峰较少，与被测物相所选衍射蜂靠近，且不与其他物相衍射峰重叠或受其干扰。 ④衍射强度较强，结晶完整性及粒度与被测物相相当，且无内应力。 ⑤吸收系数与被测物相的吸收系数尽量接近。 ⑥加入量要适当。内标样的加入量与欲测衍射峰强度有关。一般1g试样中含0.1-0.3g的内标样即可。要混匀试样和标样。 最常用的标样是刚玉。（ZnO、TiO2、Cr2O3、NiO等） b. 样品的制备 粒度要适宜-通常定量分析的样品粒度应在1μm左右，即应过320目筛。 混样-样品需要进行混合、过筛，使其尽量均匀。 装样-样品装填时应尽量轻压或采用自由落体装样，以减少择优取向的影响，各样品(或各次装样)的装填密度基本相同，样品表面应呈严格平面。 X射线衍射应用技术的进展： 物相定性、定量分析 错配度分析（精确测定点阵常数） 应力测定 晶粒度测定（线形的半高宽法） 织构测定（取向） 颗粒度测定 非环境分析（高温、低温相变） 结晶度分析 薄膜、多层膜结构、厚度、粗糙度测定 纳米材料 X射线衍射在材料研究中应用举例： 塑性形变（孪晶面、滑移面指数） 相变过程（产物相结构变化、最终产物、工艺参数对相变的影响） 固溶体（固溶极限、点阵参数） 高分子材料（结晶度、微晶尺寸测定） 4-5 点阵参数的精确测定 在物相分析中主要根据不同物相的晶体具有不同的晶体结构，X射线衍射通过对晶体结构中主要点阵常数面间距组合与标准数据比较来确定物相，这样面间距数据可以允许一定误差。 所以点阵常数是晶体的重要基本参数。 一种结晶物相在一定条件下具有一定的点阵参数，当温度、压力、化合物的化学剂量比、固溶体的组分以及晶体中杂质含量的变化都会引起点阵参数发生变化。 但这种变化往往是很小（约10-5nm数量级），必须因此对点阵参数进行精确测定。以便对晶体的热膨胀系数、固溶体类型的确定、固相溶解度曲线、宏观应力的测定、化学热处理层的分析、过饱和固溶体分解过程等进行研究。 （一）误差的来源 实验过程中，误差是不可避免的。误差可分为偶然误差（或称无规则误差）和系统误差两类。偶然误差来自测量衍射线峰位时的判断错误或偶然的外界干扰，有时为正，有时为负，没有一定的变化规律。系统误差是由实验条件（仪器和试样等）引起的系统偏差，其特点是其大小按某种误差函数作有规律的变化。 上述两种误差可用数学处理加以修正。对具体的实验方法进行分析，可找到误差变化的规律性（误差函数），就可用数学方法修正误差。 用X射线测定物质的点阵参数，是通过测定某晶面的掠射角来计算的。以立方系晶体为例，由立方晶系面间距公式 和布拉格方程2dsinθ=λ可得到： 上述波长λ是经过精确测定的，有效数字可达7位，对于一般的测定工作，可以认为没有误差；干涉面指数HKL是整数，无所谓误差。因此，点阵参数的精度主要取决于sinθ的精度。 θ角的测定精度取决于仪器和方法