第5章材料分析方法.pptVIP

第一章 X射线物理学基础 第二章 X射线衍射方向 第三章 X射线衍射强度 第四章 多晶体分析方法 第五章 物相分析及点阵参数精确测定 第六章 宏观残余应力的测定 第七章 多晶体织构的测定 第五章 物相分析及点阵参数精确测定 本章主要内容 第一节 定性分析 第二节 定量分析 第三节 点阵参数的精确测定 第四节 非晶态物质及其晶化过程 的X射线衍射分析 第一节 定性分析 一、基本原理 X射线衍射分析以晶体结构为基础，每种结晶物质都有其特定的结构参数，包括点阵类型、单胞中原子种类、数目和位置及单胞大小等 这些结构参数在X射线衍射花样中必有所反映 多晶体物质衍射线条的数目、位置以及强度，是该种物质的特征，因而可以成为鉴别物相的标志 世界上不存在衍射花样完全相同的两种物质，因此可利用衍射花样与标准物质衍射卡片对照进行物相鉴定 衍射线条的位置由2?决定，而?取决于波长?及晶面间距d,其中d是晶体结构决定的基本量。应用时，将待测花样和标准花样d及I系列对照，即可确定物相 第一节 定性分析 二、粉末衍射卡片(PDF) 粉末衍射卡片是物相定性分析必不可少的资料，卡片出 版以经历了几个阶段， 1) 1941年起由美国材料试验协会ASTM出版 2) 1969年由起粉末衍射标准联合委员会JCPDF出版 3) 1978年起JCPDF与国际衍射资料中心联合出版，即JCPDF/ICDD 4) 1992 年后的卡片统一由ICDD出版，至 1997年已有卡片47组，包括有机、无机物相约67,000个 图5-1为1996年出版的第46组PDF(ICDD)卡片，卡片中各栏 的内容见图5-2的说明 第一节 定性分析 一、粉末衍射卡片(PDF) 第一节 定性分析 二、粉末衍射卡片(PDF) 1) 第1栏为物质的化学式和英文名称 2) 第2栏为获得衍射数据的实验条件 3) 第 3 栏为物质的晶体学数据 4) 第4栏为样品来源、制备和化学分析等数据，还有获得数据的温度，以及卡片的替换说明等 5) 第5栏为物质的面间距、衍 射强度及对应的晶面指数 6) 第6栏为卡片号 7) 第7栏为卡片的质量标记 第一节 定性分析 三、索引 卡片档案索引按物质可分为有机相和无机相2类；按 检索方法可分为字母索引和数字(Hanawalt)索引2种 (一) 字母索引 按物质的英文名称排列。每行列出卡片的质量标记、物质 名称、化学式、衍射三强线的d值和相对强度、卡片序号 第一节 定性分析 三、索引 (二) Hanawalt索引 Hanawalt数字索引按最强线的d1值分组， d1值按从大到小排 列，每组内按次强线的d2值减小的顺序排列，而d2值相同的几 列又按d3值减小的顺序排列。条目中依次列出卡片质量标记、 8根最强线的d值和强度、化学式、卡片号等 衍射花样中的三强线顺序常会因各种因素而有所变动，每种物 质在索引的不同部位中通常出现三次，即将三强线的面间距按 d1 d2 d3 ，d2 d 3d1 ，d3 d1 d2 排列 第一节 定性分析 四、定性分析过程 (一) 过程概述 晶面间距d 的测量 物相定性分析对d 值的要求并不很高。 在衍射图中取衍射峰的顶点或中线位置作为该线的2? 值(准确到0.01?)，借助工具书查出(或利用布拉格定律计算)相应的d值 相对强度I / I1的测量 习惯上只测峰高而不测积分面积，峰高允许大致估计不需精确测量。将最高峰强度 (I1) 定为100，并按此定出其它峰的相对强度 目前的X射线衍射仪，一般通过数据采集处理，自动输出各 衍射峰对应的d、I 数值表 当获得按面间距递减的d系列及对应的I/I1后，物相鉴定按以 下程序进行 第一节 定性分析 四、定性分析过程 (一)过程概述 1) 选取强度最大的三条衍射线，并将其d 值按强度递减的次序排列，其余按强度递减顺序排在其后 2) 在索引中找到对应的d1(最强线的面间距)组 3) 按次强线的d2