如何制备RD样品.pdf

对于样品的准备工作， 必须有足够的重视。 常常由于急于要看到衍射图， 或舍不得花必 要的功夫而马虎地准备样品， 这样常会给实验数据带入显著的误差甚至无法解释， 造成混乱。 准备衍射仪用的样品试片一般包括两个步骤： 首先，需把样品研磨成适合衍射实验用的粉末； 然后，把样品粉末制成有一个十分平整平面的试片。 整个过程以及之后安装试片、 记录衍射谱图的整个过程， 都不允许样品的组成及其物理 化学性质有所变化。确保采样的代表性和样品成分的可靠性，衍射数据才有意义。 4.3.1 对样品粉末粒度的要求 任何一种粉末衍射技术都要求样品是十分细小的粉末颗粒， 使试样在受光照的体积中有 足够多数目的晶粒。 因为只有这样， 才能满足获得正确的粉末衍射图谱数据的条件： 即试样 受光照体积中晶粒的取向是完全随机的。 这样才能保证用照相法获得相片上的衍射环是连续 的线条；或者，才能保证用衍射仪法获得的衍射强度值有很好的重现性。 此外， 将样品制成很细的粉末颗粒， 还有利于抑制由于晶癖带来的择优取向； 而且在定 量解析多相样品的衍射强度时， 可以忽略消光和微吸收效应对衍射强度的影响。 所以在精确 测定衍射强度的工作中（例如相定量测定）十分强调样品的颗粒度问题。 对于衍射仪（以及聚焦照相法） ，实验时试样实际上是不动的。即使使用样品旋转器， 由于只能使样品在自身的平面内旋转， 并不能很有效的增加样品中晶粒取向的随机性， 因此 衍射仪对样品粉末颗粒尺寸的要求比粉末照相法的要求高得多， 有时甚至那些可以通过 360 目 （38 μm）粉末颗粒都不能符合要求。 对于高吸收的或者颗粒基本是个单晶体颗粒的样品， 其颗粒大小要求更为严格。 例如，石英粉末的颗粒大小至少小于 5 μm，同一样品不同样片强度测量的平均偏差才 能达到 1％，颗粒大小若在 10 μm 以内，则误差在 2～3％左右。但是若样品本身已处于微 晶状态，则为了能制得平滑粉末样面，样品粉末能通过 300 目便足够了。 对于不同吸收性质的粉末，颗粒度可以认为“足够细”的尺寸要求是各不相同的， 因为 样品受到 X 射线照射的有效体积和可以忽视样品中微吸收效应的颗粒上限都取决于样品的 吸收性质。 Brindley 对此作过详细的分析，他在衍射分析中对粉末的颗粒度按 μD 值进行分 级（ μ为物质的线吸收系数， D 为晶体的平均直径） 。 细 颗 粒： μD 0.01 中等颗粒： 0.01 μD 0.1 粗 颗 粒： 0.1 μD 1 十 分 粗： μD 1 表 4-5 列出了不同 μ值的物质粉末颗粒分级。 在 Brindley 的分级中， “细”表示大多数颗粒周围的吸收性质是均匀的，其差异可以忽 略（微吸收效应可以忽略） ；对中等以上的颗粒，则需要考虑“微吸收效应” ；而“十分粗” 的样品，衍射实际上只局限在表面一层的晶粒，此时，粉末照片开始出现不连续的点状线， “粉末吸收效应”等概念失去意义。 当晶粒尺寸小于 1000 埃时，衍射仪就可察觉衍射线的宽化（对于粉末照相法，需晶粒 小于 200 ～300 埃才能观察到宽化） 。所以， 要测量到良好的衍射线， 晶粒亦不宜过细，对于 粉末衍射仪，适宜的晶粒大小应在 0.1～ 10 μm 的数量级范围内。 4.3.2 关于样品试片平面的准备 粉末衍