X射线衍射物相定性分析.ppt
X射线衍射物相定性分析 X-Ray Diffraction(XRD) 物理楼-210,XRD 可以做什么?,属何种物质； 属哪种晶体结构； 得出分子式,与其它化学分析法的不同点：,元素及其含量， 难于确定是晶体还是非晶体，单相还是多相，原子间如何结合，化学式或结构式是什么，有无同素异构物相存在等。 而这些信息对工艺的控制和物质使用性能则颇为重要。,X射线相分析方法：,解决这些问题方面有独到之处， 且所用试样量少，不改变物体化学性质， 因而成为相分析的重要手段。 它与化学分析等方法联合运用，能较完满地解决相分析问题，因而X射线衍射方法是经常应用的不可或缺的重要综合分析手段之一。,【实验原理】,根据晶体对X射线的衍射特征衍射线的位置、强度及数量来鉴定结晶物质之物相的方法，就是X射线物相分析法。,多晶体物质其结构和组成元素各不相同，它们的衍射花样在线条数目、角度位置、强度上就显现出差异，衍射花样与多晶体的结构和组成 (如原子或离子的种类和位置分布，晶胞形状和大小等) 有关。一种物相有自己独特的一组衍射线条 (衍射谱)，反之，不同的衍射谱代表着不同的物相， 若多种物相混合成一个试样，则其衍射谱就是其中各个物相衍射谱叠加而成的复合衍射谱,每一种结晶物质都有各自独特的化学组成和晶体结构。 没有任何两种物质，它们的晶胞大小、质点种类及其在晶胞中的排列方式是完全一致的。 因此，当X射线被晶体衍射时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的特征可以用各个衍射晶面间距d和衍射线的相对强度II1来表征。,晶面间距d与晶胞的形状和大小有关， II1相对强度则与质点的种类及其在 晶胞中的位置有关。 所以任何一种结晶物质的衍射数据 d和II1是其晶体结构的必然反映，因而可以根据它们来鉴别结晶物质的物相。,标准数据文件卡片,以前称为ASTM卡片，现在称为粉末衍射文件PDF，是用X射线衍射法准确测定晶体结构已知物相的d值和I值，将d值和其他有关资料汇集成该物相的标准数据卡片。定性相分析即是将所测得数据与标准数据对比，从而鉴定物相的分析工作。,X射线衍射物相定性分析方法： 三强线法： （1）从前反射区（290中选取强度最大的三根线，并使其d值按强度递减的次序排列。 （2）在数字索引中找到对应的d1(最强线的面间距）组。 （3）按次强线的面间距d2找到接近的几列。,（4）检查这几列数据中的第三个d值是否与待测样的数据对应，再查看第四至第八强线数据并进行对照，最后从中找出最可能的物相及其卡片号。 （5）找出可能的标准卡片，将实验所得d及I/I1跟卡片上的数据详细对照，如果完全符合，物相鉴定即告完成。,如果待测样的数据与标准数据不符，则须重新排列组合并重复（2）（5）的检索手续。如为多相物质，当找出第一物相之后，可将其线条剔出，并将留下线条的强度重新归一化，再按过程（1- 5）进行检索，直到得出正确答案。,X射线定性相分析的目的,将所测得的未知物相的衍射谱与粉末衍射文件PDF中的已知晶体结构物相的标准数据相比较 (这可通过计算机自动检索或人工检索来进行)，运用各种判据以确定所测试样中含哪些物相，各相的化学式，晶体结构类型，晶胞参数等，以便进一步利用这些信息。,粉末衍射文件 (PDF) 卡片,1栏：卡片的组号及组内序号； 2栏：试样名和化学式； 3栏 ：矿物学名称，其上面有“点”式或结构式； 4栏：所用的实验条件如辐射、波长、方法等； 5栏：晶体学数据等； 6栏：光学数据等； 7栏：试样的进一步说明，如来源、化学成分等； 8栏：衍射数据的质量记号； 9栏：试样衍射线的d值、 值及密勒指数。,索引和检索手册有：,(1) 粉末衍射文件无机物相哈纳瓦特方法检索手册 (Powder Diffraction File Search Manual Hanawalt Method Inorganic) (2) 粉末衍射文件有机物相 (哈纳瓦特法、字母法、化学式法) 检索手册 (Powder Diffraction File Organic Phases Search Manual) (3) 矿物粉末衍射文件的化学名法、哈纳瓦物数值法、芬克数值法、矿物名法检索手册 (Mineral Powder Diffraction File Serach Manual，Chemical Name，Hanawalt Numerical，Fink Numerical，Mineral Name) (4) 粉末衍射文件无机物相字母索引 (Powder Diffraction File Alphabetical Index Inorganic Phases),定性相分析的一般步骤,制样、 调整仪器、 摄取衍射花样，求出衍射线的d值及相对强度， 检索出所含物相等,日本理学RIGAKU-Dmax2500,D/max-2500衍射仪主要操作都由计算机控制自动完成，扫描操作完成后，衍射原始数据自动存入计算机硬盘中供数据分析处理。 数据分析处理包括平滑点的选择、背底扣除、自动寻峰、d值计算，衍射峰强度计算等。,样品的制备,1. 样品量200 mg； 2. 须研细5µm or 200目； 3. 样品按网上登记 要求正确填写,变温XRD (T1000°C),研究物相的相变； 吸附和脱附等。,数据结果的获得,通过网络传输 网上邻居-TESTCENTER-Dmax2500- 所属课题组-日期-样品名.TXT,
