现代材料分析与测试技术第4章多晶体的物相分析(2934KB).ppt

4.2.2 定量分析方法 定量分析方法包括： 外标法 内标法 K值法 直接比较法 * 1.外标法(单线条法) 外标法是将所需物相的纯物质另外单独标定，然后与多相混合物中待测相的相应衍射线强度相比较而进行的。 例如待测试样为α＋β两相混合物，则待测相α的衍射强度Iα与其质量分数Wα的关系如式所示。纯α相样品的强度表达式为： * * 利用这个关系式，在测出Iα和(Iα)0以及知道各种相的质量吸收系数后，就可以算出a相的相对含量Wα。 若不知道各种相的质量吸收系数： 可以先把纯α相样品的某根衍射线条强度(Iα)0测量出来， 再配制几种具有不同α相含量的样品， 然后在实验条件完全相同的条件下分别测出α相含量已知的样品中同一根衍射线条的强度I0， 描绘出定标曲线。 在定标曲线中根据Iα和(Iα)0的比值很容易地可以确认α相的含量。 * * 2.内标法 内标法是在待测试样中掺入一定含量的标准物质，把试样中待测相的某根衍射线条强度与掺入试样中含量已知的标准物质的某根衍射线条强度相比较，从而获得待测相含量。 显然，内标法仅限于粉末试样。 倘若待测试样是由A，B，C…等相组成的多相混合物，待测相为A，则可在原始试样中掺入已知含量的标准物质 S，构成未知试样与标准物质的复合试样。 * 设 CA和 CA’为A相在原始试样和复合试样中的体积分数，Cs为标准物在复合试样中的体积分数。在复合试样中A相的某根衍射线条的强度应为 IA=K2CA’/μ 复合试样中标准物质S的某根衍射线条的强度为 Is=K3Cs/μ 则 IA/Is=K2CA’/K3Cs * 为应用方便起见，把体积分数化成质量分数 * A相在原始试样中的质量分数XA与在复合试样中的质量分数之间有下列关系 X A＝XA(1-Xs) 于是得出内标法物相定量分析的基本关系式 IA／IS＝KsXA 若事先测量一套由已知A相浓度的原始试样和恒定浓度的标准物质所组成的复合试样，作出定标曲线之后，只需对复合试样测出比值IA／IS，便可以得出 A相在原始试样中的含量。 * * * 3.K值法 在内标法中得出， Ii为待测物相I的衍射强度，Is为参考物S 的衍射强度，Ki’，Ks’为常数，ρi为待测物相i的密度， ρs为参考物S的密度 xi,xs为待测物相I和参考物S的质量分数 为求得参数Ki， 需配制参考混合物。取被测物质中不包含的物质S为参考物（常取Al2O3，将参考物S与纯待测物相i以1：1的比例混合制样，测定该参考混合物中二相的衍射线强度Ii，Is，两个强度的比值为i相的参比强度Ki。 * * 在待测样品中加入一定质量分数Xs的参比物S，对于样品任意相i和参比物S 而言，应有： 这就是K值法的基本公式，若各种物质的参比强度Ki等预先测得，用内标法就不需制备标准曲线，只需测 出混合物中i相和参比物s的特征X射线衍射强度，即可利用上式计算混合物相的质量分数xi,相在原始样品中的质量分数Wi则为： * 可用于判断样品中是否有非晶相存在，并能定出他们的含量。 从而有： Xo为原始样品物质在混合样品中的质量分数，即xo+xs=1 4-27 * 原始样品中是否有非晶质存在的判据 如果式4-27两端相等，表明样品中所有物相均为结晶相，强度数据可靠 若左端小于右端，则表明有非晶质相存在， 若左端大于右端，则表明强度数据或K值有误。 对于一个二元系统来说，存在一个所谓自冲洗现象，即不要加入参比物（或冲洗剂），一个组分自动作为另一组分的参比物。 4－27 设一个二元系统的两相物质的质量分数为 x1和x2，与推导方程式（4-25）相似，则有 * 因此根据两相最强衍射线的强度比，很容易计算出二元系统的相组分含量。 4－28 4－29 * K值法的应用 制备六种混合试样，所用物质均为分析纯试剂，取α-Al2O3为参比物，先将各物质研磨到5～10μm，然后将各相与参比物按1：1质量混匀，测定各物相的参比强度Ki，现将测试结果和JCPDS卡片中的参比强度列于表4-4中。 * 应用4-24式对各组分进行计算： 真实值为41.49%，表明K值法得到的组分含量是正确的。 1号试样的其他组分的含量见表4-5，还可用式4-27进一步对集体清洗法理论进行验证。 该结果表明样品中所有物质均为结晶相，并且所得强度数据可靠。 * 5号试样出现了不平衡，计算有15.95%的非晶质存在，是如何计算的？ 4.直接比较法——钢中残余奥氏体含量测定 直接比较法测定多相混合物中的某相含量时，是以试样中另一个相的某根衍射线条作为标准线条作比较的，而不必掺入外来标准物质。 因此，它既适用于粉末，又适用于块状多晶试样，在工程上具有广泛的应用价值。 * 当钢中奥氏体的含量较高时，用定量金相法可获得满意的测定结果。 直接比较法就是在同一个衍射花