X射线物相定量分析ppt课件.ppt

X射线物相定量分析射线物相定量分析材料研究方法材料研究方法 x 射线衍射分析射线衍射分析问问 题题X射线物相定量分析的原理是什么？射线物相定量分析的原理是什么？ X射线物相定量分析方法有哪几种？射线物相定量分析方法有哪几种？ 各种分析方法是怎样做的？各有什么特各种分析方法是怎样做的？各有什么特点？适用于哪些情况？有哪些注意事项？点？适用于哪些情况？有哪些注意事项？材料研究方法材料研究方法 x 射线衍射分析射线衍射分析X射线物相定量分析的基本原理射线物相定量分析的基本原理 某物相的衍射线某物相的衍射线强度强度 Ij 与与该物相在样品中的该物相在样品中的含量含量 Xj 成正比成正比。 jjmjjXCBI1这是这是 X 射线物相定量分析的基本公式。射线物相定量分析的基本公式。材料研究方法材料研究方法 x 射线衍射分析射线衍射分析 B是常数（只与入射光强度、所用是常数（只与入射光强度、所用X射线波长、衍射仪圆射线波长、衍射仪圆的半径及受照射的的试样体积有关）。的半径及受照射的的试样体积有关）。 Cj也是常数（只与也是常数（只与j 物相的结构及实验条件有关，当该相物相的结构及实验条件有关，当该相的结构已知、实验条件确定之后，可以计算出来）。的结构已知、实验条件确定之后，可以计算出来）。 m为试样（多相混合物）的质量吸收系数，为试样（多相混合物）的质量吸收系数， Xj为为j 物相的质量百分数，物相的质量百分数， j为为j 物相的密度。物相的密度。jjmjjXCBI1材料研究方法材料研究方法 x 射线衍射分析射线衍射分析X射线物相定量分析方法射线物相定量分析方法 外标法外标法 内标法内标法 K值法值法材料研究方法材料研究方法 x 射线衍射分析射线衍射分析一、外标法一、外标法 方法：方法：将待测样品中待测物相将待测样品中待测物相j(j(如钙矾石如钙矾石) )的的某根衍射线的强度与已知某根衍射线的强度与已知j j相含量的标准样品的相含量的标准样品的同一根衍射线强度进行对比得出待测样品中同一根衍射线强度进行对比得出待测样品中j j相相的含量。的含量。 标准样品中的标准样品中的j j相称为相称为外标物外标物。 该法原则上只适用于该法原则上只适用于两相系统两相系统。 材料研究方法材料研究方法 x 射线衍射分析射线衍射分析外标法定量分析的一般步骤外标法定量分析的一般步骤1.配制一组标准样品，其中包含已知其含量为配制一组标准样品，其中包含已知其含量为Xj的的待测物相待测物相j (如钙矾石如钙矾石)；2.在固定的实验条件下，测出标准样品中在固定的实验条件下，测出标准样品中j相的某根相的某根衍射线的强度衍射线的强度Ij，并绘出，并绘出Ij与与Xj的关系曲线（定标的关系曲线（定标曲线）；曲线）；3.在同样的实验条件下，测出待测样品中在同样的实验条件下，测出待测样品中j相的同一相的同一根衍射线的强度根衍射线的强度Ij；4.根据定标曲线确定待测样品中根据定标曲线确定待测样品中j相的含量。相的含量。材料研究方法材料研究方法 x 射线衍射分析射线衍射分析钙矾石（钙矾石（AFt）的）的X射线定量分析曲线射线定量分析曲线X1（ %）I1 （CPS）材料研究方法材料研究方法 x 射线衍射分析射线衍射分析二、内标法二、内标法 当试样中所含物相数当试样中所含物相数n n2 2，而且各相的，而且各相的质量吸收系数不相同时，需要往试样中加质量吸收系数不相同时，需要往试样中加入某种标准物质（入某种标准物质（内标物质内标物质）来帮助分析，）来帮助分析，这种方法称为内标法。这种方法称为内标法。材料研究方法材料研究方法 x 射线衍射分析射线衍射分析内标法定量分析的一般步骤内标法定量分析的一般步骤 在实际测试过程中，也是先作出定标在实际测试过程中，也是先作出定标曲线，再进行分析。步骤如下：曲线，再进行分析。步骤如下：材料研究方法材料研究方法 x 射线衍射分析射线衍射分析1.配制一组标准样品，其中包含已知其含量配制一组标准样品，其中包含已知其含量Xj的待的待测相测相 j (如石英如石英)和恒定质量百分比和恒定质量百分比Xs的内标物质的内标物质 s (如萤石如萤石)；2.用用X射线衍射仪测定标准样品中射线衍射仪测定标准样品中j相和相和s相的特定相的特定衍射线（衍射角和衍射强度相近的衍射线）的强衍射线（衍射角和衍射强度相近的衍射线）的强度并计算其比值度并计算其比值 Ij/IS，作出，作出XjIj/IS关系曲线关系曲线（定标曲线）（定标曲线）;3.在待测样品中掺入相同质量百分比在待测样品中掺入相同质量百分比Xs的内标物质的内标物质s，用，用X射线衍射仪测定待测样品中射线衍射仪测定待测样品中j相和相和s相的相相的相应衍射线的强度并计算其比值应衍射线的强度并计算其比值 Ij/IS ；4.利用定标曲线确定未知样品中利用定标曲线确定未知样品中j相的含量相的含量Xj。材料研究方法材料研究方法 x 射线衍射分析射线衍射分析石英定量分析的定标曲线石英定量分析的定标曲线（以萤石为内标物）（以萤石为内标物）X石英石英 （%）材料研究方法材料研究方法 x 射线衍射分析射线衍射分析内标法定量分析注意事项内标法定量分析注意事项1. 在配制标准样品和待测样品时，标准物质的质量在配制标准样品和待测样品时，标准物质的质量百分数百分数Xs应保持恒定，通常取应保持恒定，通常取Xs0.2。2. 测量强度所选用的衍射线，应该是衍射角相近、测量强度所选用的衍射线，应该是衍射角相近、衍射强度也较接近，并且不受其它衍射线干扰的衍射强度也较接近，并且不受其它衍射线干扰的衍射线。衍射线。3. 内标物质必须化学性质稳定，不氧化、不吸水、内标物质必须化学性质稳定，不氧化、不吸水、不受研磨影响；衍射线数目适中、分布均匀。不受研磨影响；衍射线数目适中、分布均匀。材料研究方法材料研究方法 x 射线衍射分析射线衍射分析三、三、K值法值法 K值法又称值法又称基体冲洗法基体冲洗法。因为该名称不好理解，。因为该名称不好理解，现多称之为现多称之为K值法。值法。 该法是由内标法发展而来的，也要往样品中加入该法是由内标法发展而来的，也要往样品中加入内标物。内标物。 与内标法不同的是，与内标法不同的是，K值法不用绘制定标曲线，值法不用绘制定标曲线，免去了许多繁复的实验操作，使分析过程大为简免去了许多繁复的实验操作，使分析过程大为简化。化。材料研究方法材料研究方法 x 射线衍射分析射线衍射分析K值法定量分析的一般步骤值法定量分析的一般步骤1.确定确定K值。通常是用待测物相值。通常是用待测物相j(如石英如石英)的纯物质和的纯物质和选定的内标物质选定的内标物质s(如萤石如萤石)配制成质量比为配制成质量比为1:1的混的混合物，选定合物，选定j和和s相衍射线（一般是最强线）各一条，相衍射线（一般是最强线）各一条，测出它们的强度，按公式求出测出它们的强度，按公式求出K值：值：KsjIj / Is。2.将一定量的内标物质与待测试样混合（一般控制将一定量的内标物质与待测试样混合（一般控制Xs0.2左右），并充分研磨拌匀并使粒度达到左右），并充分研磨拌匀并使粒度达到15m左右。左右。3.用用X射线衍射仪测定混合好的待测样品的射线衍射仪测定混合好的待测样品的Ij / Is值。值。4.根据公式求出根据公式求出XjssjssjjXXKIIX11材料研究方法材料研究方法 x 射线衍射分析射线衍射分析X射线物相定量分析过程应注意的问题射线物相定量分析过程应注意的问题 在定量分析的基础公式中，假设了被测在定量分析的基础公式中，假设了被测物相中晶粒尺寸非常细小，各相混合均匀，物相中晶粒尺寸非常细小，各相混合均匀，无择优取向。无择优取向。 实际情况存在一定的不同。为了减少偏实际情况存在一定的不同。为了减少偏差，在选择标准物质时要差，在选择标准物质时要尽量选择等轴状尽量选择等轴状的结晶物质的结晶物质；制备标样和试样时，要；制备标样和试样时，要避免避免重压重压，减少择优取向减少择优取向。材料研究方法材料研究方法 x 射线衍射分析射线衍射分析