① 求XRD定量分析方法
XRD定量分析方法
從內標方程或外標方程的應用,我們可以了解到有可能也有必要建立一種標准化的比強度資料庫以便隨時都能夠利用X射線衍射儀的強度數據進行物相的定量測定。如今JCPDS協會約定以剛玉(α- Al2O3)為參考物質,以各物相的最強線對於剛玉的最強線的比強度I/Icol為「參考比強度」(RIR),並將RIR列為物質的多晶X射線衍射的基本數據收入PDF卡片中。雖然目前收集的RIR還不夠豐富,但是RIR資料庫的建立對於廣泛地應用多晶X射線衍射進行物相定量分析是有很大意義的。根據RIR的定義可知,其數據值可以由理論計算或通過實驗直接測定得到。目前除剛玉外,美國NBS還推薦了若干種其它物質(如紅鋅礦(ZnO),金紅石(TiO2),Cr2O3以及CeO3等)作為可供選擇的參考物質。一種物質對於不同參考物質的RIR,均可換算成相對於剛玉的RIR,因為這些參考物對剛玉的RIR都是已知的。
以內標方程或外標方程為基礎的實用的X射線衍射物相定量方法,都屬比強度法,這類方法的前提是必須有比強度數據,也就是必須要有被測定物相的純樣品(所謂標准樣品)。而這個要求有時是很難實現的,因為一些物相根本無法得到可供比強度測定用的純樣品。因此,在(6.6)式的基礎上還發展了其它幾種方法,這些方法不要求事先准備標准樣品,例如無標樣法、吸收/衍射直接定量法、微量直接定量法和Compton散射校正法等,但是這些方法都不如比強度法應用普遍。
X射線衍射物相定量方法能對樣品中各組成物相進行直接測定,適用范圍很廣,但其缺點是由於衍射強度一般較弱,所以樣品中的少量物相不易檢出,即方法的靈敏度不高,對吸收系數大的樣品則更不靈敏,在目前普通衍射用X射線發生器的功率條件下,一般說來最低檢出限不會優於1%。
② 怎樣分析XRD圖
XRD圖中有很多信息,如組成(物相)和結構、粒度、應力、結晶度等,其分析方法各不相同。
比如,若是做物相分析,樣品是已知物質的,你只要將XRD圖譜與標准圖進行比對就可以大致判斷,一般設備中都會提供已知物資料庫,供調用比對,做到這一點,外行也可以很快入門,是最簡單的分析了;當然雜相分析就需要一定的經驗了,不是一兩句話就能說清楚的。若是做的未知物(新物相),則必須做純,再用相應軟體如PowderX等來處理,也有一定的技巧。
總之,XRD分析是一門專業性較強的技術,需要投入時間和精力才能學會的,不是通過這樣的求助能解決的。
③ 如何簡單分析XRD圖譜
XRD圖譜峰的面積表示晶體含量,面積越大,晶相含量越高。峰窄說明晶粒大,可以用謝樂公式算晶粒尺寸。XRD圖譜峰高如果是相對背地強度高,表示晶相含量高,跟面積表示晶相含量一致。
XRD圖譜峰高如果是A峰相對B峰高很多,兩峰的高度比「A/C」相對標准粉末衍射圖對應峰的高度比要大很多,那麼這個材料是A方向擇優取向的熱重曲線熱重分析得到的是程序控制溫度下物質質量與溫度關系的曲線。
即熱重曲線(TG)曲線,橫坐標為溫度或時間,縱坐標為質量,也可用失重百分數等其它形式表示。由於試樣質量變化的實際過程不是在某一溫度下同時發生並瞬間完成的,因此熱重曲線的形狀不呈直角台階狀,而是形成帶有過渡和傾斜區段的曲線。
(3)xrd分析方法擴展閱讀:
通過對材料進行XRD,分析其衍射圖譜,獲得材料的成分、材料內部原子或分子的結構或形態等信息。用於確定晶體結構。其中晶體結構導致入射X射線束衍射到許多特定方向。
通過測量這些衍射光束的角度和強度,晶體學家可以產生晶體內電子密度的三維圖像。
根據該電子密度,可以確定晶體中原子的平均位置,以及它們的化學鍵和各種其他信息。
X射線是原子內層電子在高速運動電子的轟擊下躍遷而產生的光輻射,主要有連續X射線和特徵X射線兩種。晶體可被用作X光的光柵,這些很大數目的粒子(原子、離子或分子)所產生的相干散射將會發生光的干涉作用。
④ xrd分析方法和步驟
你好
1、在衍射儀獲得的XRD圖譜上,如果樣品是較好的"晶態"物質,圖譜的特徵是有若干或許多個一般是彼此獨立的很窄的「尖峰」。
2、如果這些「峰」明顯地變寬,則可以判定樣品中的晶體的顆粒尺寸將小於300nm,可以稱之為"微晶"。
3、Scherrer (1918)揭示了衍射峰的增寬是對應晶面方向上的原子厚度(層數)不足以在偏離Bragg條件下相干減弱(destructivelyinterference)衍射峰。 當衍射峰寬度增加到接近其高度時(或高度下降到接近其寬度時), 可認為樣品是非晶。
4、同一物質的話,峰窄說明晶粒比較大,和結晶度無關。同一台儀器測試且測試條件相同的情況下,峰高的比較多才能說明結晶情況較好。
(4)xrd分析方法擴展閱讀
1、晶態物質對X射線產生的相干散射表現為衍射現象,即入射光束出射時光束沒有被發散但方向被改變了而其波長保持不變的現象,這是晶態物質特有的現象。絕大多數固態物質都是晶態或微晶態或准晶態物質,都能產生X射線衍射。
2、晶體微觀結構的特徵是具有周期性的長程的有序結構。晶體的X射線衍射圖是晶體微觀結構立體場景的一種物理變換,包含了晶體結構的全部信息。用少量固體粉末或小塊樣品便可得到其X射線衍射圖。
3、晶態物質組成元素或基團如不相同或其結構有差異,它們的衍射譜圖在衍射峰數目、角度位置、相對強度次序以至衍射峰的形狀上就顯現出差異。
4、因此,通過樣品的X射線衍射圖與已知的晶態物質的X射線衍射譜圖的對比分析便可以完成樣品物相組成和結構的定性鑒定;通過對樣品衍射強度數據的分析計算,可以完成樣品物相組成的定量分析。
⑤ 什麼是xrd分析
研究X射線波長和一般晶體晶格參數發現,兩者的尺寸是數值相當或比較接近,從而有科學家斷言,晶體晶格是X射線發生衍射現象的天然柵欄!後來果然得到了驗證。晶體是這樣;非晶體的物質沒有這種有規律的格子排列格局,當然就不能獲得X射線衍射現象了。
物質有沒有固定的熔點、沸點,並沒有驗證是一個純凈物、包括晶體的獨有的予以可區別其它物質的測試屬性。晶體的熔點、沸點是相對比較固定,熔程也是比較窄,但擁有這一熔點、沸點的物質未必僅此一個;有些非晶體的純凈物,其熔點沸點也會在一定數值、熔程也會很窄。總之,可能在二十世紀初期還可以這樣做,但現在更科學的大型精密儀器分析法出現後,就不被認同了。
X射線衍射原理及應用介紹:
特徵X射線及其衍射 X射線是一種波長很短(約為20~0.06 nm)的電磁波,能穿透一定厚度的物質,並能使熒光物質發光、照相乳膠感光、氣體電離。在用電子束轟擊金屬「靶」產生的X射線中,包含與靶中各種元素對應的具有特定波長的X射線,稱為特徵(或標識)X射線。考慮到X射線的波長和晶體內部原子間的距離(10^(-8)cm)相近,1912年德國物理學家勞厄(M.von Laue)提出一個重要的科學預見:晶體可以作為X射線的空間衍射光柵,即當一束X射線通過晶體時將會發生衍射;衍射波疊加的結果使射線的強度在某些方向上增強、而在其它方向上減弱;分析在照相底片上獲得的衍射花樣,便可確定晶體結構。這一預見隨後為實驗所驗證。1913年英國物理學家布拉格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)在勞厄發現的基礎上,不僅成功地測定了NaCl、KCl等的晶體結構,並提出了作為晶體衍射基礎的著名公式——布拉格定律:
2d sinθ=nλ,式中,λ為X射線的波長,衍射的級數n為任何正整數。
當X射線以掠角θ(入射角的餘角,又稱為布拉格角)入射到某一具有d點陣平面間距的原子面上時,在滿足布拉格方程時,會在反射方向上獲得一組因疊加而加強的衍射線。
X射線衍射應用:
1、當X射線波長λ已知時(選用固定波長的特徵X射線),採用細粉末或細粒多晶體的線狀樣品,可從一堆任意取向的晶體中,從每一θ角符合布拉格條件的反射面得到反射。測出θ後,利用布拉格公式即可確定點陣平面間距d、晶胞大小和晶胞類型;
2、利用X射線結構分析中的粉末法或德拜-謝樂(Debye—Scherrer)法的理論基礎,測定衍射線的強度,就可進一步確定晶胞內原子的排布。
3、而在測定單晶取向的勞厄法中所用單晶樣品保持固定不變動(即θ不變),以輻射線束的波長λ作為變數來保證晶體中一切晶面都滿足布拉格條件,故選用連續X射線束。再把結構已知晶體(稱為分析晶體)用來作測定,則在獲得其衍射線方向θ後,便可計算X射線的波長λ,從而判定產生特徵X射線的元素。這便是X射線譜術,可用於分析金屬和合金的成分。
4、X射線衍射在金屬學中的應用
X射線衍射現象發現後,很快被用於研究金屬和合金的晶體結構,出現了許多具有重大意義的結果。如韋斯特格倫(A.Westgren)(1922年)證明α、β和δ鐵都是體心立方結構,β-Fe並不是一種新相;而鐵中的α—→γ相轉變實質上是由體心立方晶體轉變為面心立方晶體,從而最終否定了β-Fe硬化理論。隨後,在用X射線測定眾多金屬和合金的晶體結構的同時,在相圖測定以及在固態相變和范性形變研究等領域中均取得了豐碩的成果。如對超點陣結構的發現,推動了對合金中有序無序轉變的研究;對馬氏體相變晶體學的測定,確定了馬氏體和奧氏體的取向關系;對鋁銅合金脫溶的研究等等。目前 X射線衍射(包括X射線散射)已經成為研究晶體物質和某些非晶態物質微觀結構的有效方法。
在金屬中的主要應用有以下方面:
(1)物相分析 是X射線衍射在金屬中用得最多的方面,又分為定性分析和定量分析。定性分析是把對待測材料測得的點陣平面間距及衍射強度與標准物相的衍射數據進行比較,以確定材料中存在的物相;定量分析則根據衍射花樣的強度,確定待測材料中各相的比例含量。
(2)精密測定點陣參數 常用於相圖的固態溶解度曲線的繪制。溶解度的變化往往引起點陣常數的變化;當達到溶解限後,溶質的繼續增加引起新相的析出,不再引起點陣常數的變化。這個轉折點即為溶解限。另外點陣常數的精密測定可獲得單位晶胞原子數,從而可確定固溶體類型;還可以計算出密度、膨脹系數等有用的物理常數。
(3)取向分析 包括測定單晶取向和多晶的結構(如擇優取向)。測定硅鋼片的取向就是一例。另外,為研究金屬的范性形變過程,如孿生、滑移、滑移面的轉動等,也與取向的測定有關。
(4)晶粒(嵌鑲塊)大小和微觀應力的測定 由衍射花樣的形狀和強度可計算晶粒和微應力的大小。在形變和熱處理過程中這兩者有明顯變化,它直接影響材料的性能。
(5)宏觀應力的測定 宏觀殘留應力的方向和大小,直接影響機器零件的使用壽命。利用測定點陣平面在不同方向上的間距的改變,可計算出殘留應力的大小和方向。
(6)對晶體結構不完整性的研究 包括對層錯、位錯、原子靜態或動態地偏離平衡位置,短程有序,原子偏聚等方面的研究(見晶體缺陷)。
(7)合金相變 包括脫溶、有序無序轉變、母相新相的晶體學關系,等等。
(8)結構分析 對新發現的合金相進行測定,確定點陣類型、點陣參數、對稱性、原子位置等晶體學數據。
(9)液態金屬和非晶態金屬 研究非晶態金屬和液態金屬結構,如測定近程序參量、配位數等。
(10)特殊狀態下的分析 在高溫、低溫和瞬時的動態分析。
此外,小角度散射用於研究電子濃度不均勻區的形狀和大小,X射線形貌術用於研究近完整晶體中的缺陷如位錯線等,也得到了重視。
X射線分析的新發展
金屬X射線分析由於設備和技術的普及已逐步變成金屬研究和材料測試的常規方法。早期多用照相法,這種方法費時較長,強度測量的精確度低。50年代初問世的計數器衍射儀法具有快速、強度測量准確,並可配備計算機控制等優點,已經得到廣泛的應用。但使用單色器的照相法在微量樣品和探索未知新相的分析中仍有自己的特色。從70年代以來,隨著高強度X射線源(包括超高強度的旋轉陽極X射線發生器、電子同步加速輻射,高壓脈沖X射線源)和高靈敏度探測器的出現以及電子計算機分析的應用,使金屬 X射線學獲得新的推動力。這些新技術的結合,不僅大大加快分析速度,提高精度,而且可以進行瞬時的動態觀察以及對更為微弱或精細效應的研究。
5、X射線物相分析
X射線照射晶體物相產生一套特定的粉未衍射圖譜或數據D-I值。其中D-I與晶胞形狀和大小有關,相對強度I/I0,與質點的種類和位置有關。
與人的手指紋相似,每種晶體物相都有自己獨特的XPD譜。不同物相物質即使混在一起,它們各自的特徵衍射信息也會獨立出現,互不幹擾。據此可以把任意純凈的或混合的晶體樣品進行定性或定量分析。
(1) X射線物相定性分析
粉未X射線物相定性分析無須知曉物質晶格常數和晶體結構,只須把實測數據與(粉未衍射標准聯合會)發行的PDF卡片上的標准值核對,就可進行鑒定。
當然這是對那些被測試研究收集到卡片集中的晶相物質而言的,卡片記載的解析結果都可引用。
《粉末衍射卡片集》是目前收集最豐富的多晶體衍射數據集,包括無機化合物,有機化合物,礦物質,金屬和合金等。1969年美國材料測試協會與英、法、加等多國相關協會聯合組成粉末衍射標准聯合會,收集整理、編輯出版PDF卡片,每年達到無機相各一組,每組1500-2000張不等.1967年前後,多晶粉未衍射譜的電子計示示機檢索程序和資料庫相繼推出.日本理學公司衍射射儀即安裝6個檢索程序(1)含947個相的程序;(2)含2716個相的常用相程序;(3)含3549個相的礦物程序;(4)含6000個相的金屬和合金程序;(5)含31799個相的無機相程序(6)含11378個相的有機相程序.每張片尾記錄一個物相。
(2)多相物質定性分析
測XRD譜,得d值及相對強度後查索引,得卡片號碼後查到卡片,在±1%誤差范圍內若解全部數據符合,則可判斷該物質就是卡片所載物相,其晶體結構及有關性能也由卡片而知。這是單一物相定性分析。
多相混合物質的XRD譜是各物相XRD譜的迭加,某一相的譜線位置和強度不因其它物相的存在而改變,除非兩相間物質吸收系數差異較大會互相影響到衍射強度。固熔體的XRD譜則以主晶相的XRD為主。
已知物相組分的多相混合物,或者先嘗試假設各物相組分,它們的XRD譜解析相對要容易得多。分別查出這些單一物相的已知標准衍射數據,d值和強度,將它們綜合到一起,就可以得到核實其有無。如鋼鐵中的δ相(馬氏體或鐵素體)γ相(奧氏體)和碳化物多相。
完全未知的多相混合物,應設法從復相數據中先查核確定一相,再對餘下的數據進行查對。每查出一相就減少一定難度,直至全部解決。當然對於完全未知多相樣品可以了解其來源、用途、物性等推測其組分;通過測試其原子吸收光譜、原子發射光譜,IR、化學分析、X射線熒光分析等測定其物相的化學成分,推測可能存在的物相。查索到時,知道組分名稱的用字順索引查,使用d值索引前,要先將全部衍射強度歸一化,然後分別用一強線、二強線各種組合、三強線各種組合…聯合查找直至查出第一主相。標記其d值,I/I1值。把多餘的d值,I/I1值再重新歸一化,包括與第一主相d值相同的多餘強度值。繼續查找確定第二主相,直至全部物相逐一被查找出來並核對正確無誤。遇到沒被PDF卡收錄的物相時,需按未知物相程序解析指認。
物相定性分析中追求數據吻合程度時,(1)d值比I/I1值更重要,更優先。因為d測試精度高,重現性好;而強度受純度(影響解析度)、結晶度(影響峰形)樣品細微度(同Q值時吸收不同),輻射源波長(同d值,角因子不同)、樣品制備方法(有無擇優取向等)、測試方法(照相法或衍射儀法)等因素影響,不易固定。(2)低角度衍射線比高角度線重要。對不同晶體而言低角度線不易重迭,而高角度線易重迭或被干擾。(3)強線比弱線重要。尤其要重視強度較大的大d值線。
(3) X射線物相定量分析
基本原理和分析
在X射線物相定性分析基礎上的定量分析是根據樣品中某一物相的衍射線積分強度正變化於其含量。不能嚴格正比例的原因是樣品也產生吸收。對經過吸收校正後的的衍射線強度進行計算可確定物相的含量。這種物相定量分析是其它方法,如元素分析、成分組分分析等所不能替代的。
6、結晶度的XRD測定
7、高分子結晶體的X射線衍射研究
⑥ x射線衍射分析的主要分析方法有哪些
X射線衍射相分析(phase analysis of xray diffraction)利用X射線在晶體物質中的衍射效應進行物質結構分析的技術。每一種結晶物質,都有其特定的晶體結構,包括點陣類型、晶面間距等參數,用具有足夠能量的x射線照射試樣,試樣中的物質受激發
⑦ 什麼是XRD物相定量分析
XRD物相定量分析
,就是測定混合物相中各相的相對含量。是在完成了樣品的
XRD物相定性分析
工作的基礎上,利用衍射花樣中待測相衍射強度,分析每個相在樣品中的重量百分含量的技術。XRD物相定量分析方法的前提是XRD物相定性分析。在進行定量分析之前,必須對混合物所含物相准確定性。
⑧ XRD圖分析~~急~~
XRD是用x射線來分析晶體的結構。材料的成分、晶體的結構以及雜相對XRD圖譜皆有影響。
峰出現的位置及強度體現了不同的成分及結構。
就這張圖來看,x 應該是摻雜的濃度,隨著X的增大,在2θ 約為45°和57°處,衍射峰由劈裂的峰(即不完全分裂的峰)逐漸變成近乎一個峰,由衍射公式 2dsinθ =λ 晶面間距d發生改變。
未盡之處請查閱「x射線衍射學」