① 求XRD定量分析方法
XRD定量分析方法
从内标方程或外标方程的应用,我们可以了解到有可能也有必要建立一种标准化的比强度数据库以便随时都能够利用X射线衍射仪的强度数据进行物相的定量测定。如今JCPDS协会约定以刚玉(α- Al2O3)为参考物质,以各物相的最强线对于刚玉的最强线的比强度I/Icol为“参考比强度”(RIR),并将RIR列为物质的多晶X射线衍射的基本数据收入PDF卡片中。虽然目前收集的RIR还不够丰富,但是RIR数据库的建立对于广泛地应用多晶X射线衍射进行物相定量分析是有很大意义的。根据RIR的定义可知,其数据值可以由理论计算或通过实验直接测定得到。目前除刚玉外,美国NBS还推荐了若干种其它物质(如红锌矿(ZnO),金红石(TiO2),Cr2O3以及CeO3等)作为可供选择的参考物质。一种物质对于不同参考物质的RIR,均可换算成相对于刚玉的RIR,因为这些参考物对刚玉的RIR都是已知的。
以内标方程或外标方程为基础的实用的X射线衍射物相定量方法,都属比强度法,这类方法的前提是必须有比强度数据,也就是必须要有被测定物相的纯样品(所谓标准样品)。而这个要求有时是很难实现的,因为一些物相根本无法得到可供比强度测定用的纯样品。因此,在(6.6)式的基础上还发展了其它几种方法,这些方法不要求事先准备标准样品,例如无标样法、吸收/衍射直接定量法、微量直接定量法和Compton散射校正法等,但是这些方法都不如比强度法应用普遍。
X射线衍射物相定量方法能对样品中各组成物相进行直接测定,适用范围很广,但其缺点是由于衍射强度一般较弱,所以样品中的少量物相不易检出,即方法的灵敏度不高,对吸收系数大的样品则更不灵敏,在目前普通衍射用X射线发生器的功率条件下,一般说来最低检出限不会优于1%。
② 怎样分析XRD图
XRD图中有很多信息,如组成(物相)和结构、粒度、应力、结晶度等,其分析方法各不相同。
比如,若是做物相分析,样品是已知物质的,你只要将XRD图谱与标准图进行比对就可以大致判断,一般设备中都会提供已知物数据库,供调用比对,做到这一点,外行也可以很快入门,是最简单的分析了;当然杂相分析就需要一定的经验了,不是一两句话就能说清楚的。若是做的未知物(新物相),则必须做纯,再用相应软件如PowderX等来处理,也有一定的技巧。
总之,XRD分析是一门专业性较强的技术,需要投入时间和精力才能学会的,不是通过这样的求助能解决的。
③ 如何简单分析XRD图谱
XRD图谱峰的面积表示晶体含量,面积越大,晶相含量越高。峰窄说明晶粒大,可以用谢乐公式算晶粒尺寸。XRD图谱峰高如果是相对背地强度高,表示晶相含量高,跟面积表示晶相含量一致。
XRD图谱峰高如果是A峰相对B峰高很多,两峰的高度比“A/C”相对标准粉末衍射图对应峰的高度比要大很多,那么这个材料是A方向择优取向的热重曲线热重分析得到的是程序控制温度下物质质量与温度关系的曲线。
即热重曲线(TG)曲线,横坐标为温度或时间,纵坐标为质量,也可用失重百分数等其它形式表示。由于试样质量变化的实际过程不是在某一温度下同时发生并瞬间完成的,因此热重曲线的形状不呈直角台阶状,而是形成带有过渡和倾斜区段的曲线。
(3)xrd分析方法扩展阅读:
通过对材料进行XRD,分析其衍射图谱,获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息。用于确定晶体结构。其中晶体结构导致入射X射线束衍射到许多特定方向。
通过测量这些衍射光束的角度和强度,晶体学家可以产生晶体内电子密度的三维图像。
根据该电子密度,可以确定晶体中原子的平均位置,以及它们的化学键和各种其他信息。
X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射,主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用作X光的光栅,这些很大数目的粒子(原子、离子或分子)所产生的相干散射将会发生光的干涉作用。
④ xrd分析方法和步骤
你好
1、在衍射仪获得的XRD图谱上,如果样品是较好的"晶态"物质,图谱的特征是有若干或许多个一般是彼此独立的很窄的“尖峰”。
2、如果这些“峰”明显地变宽,则可以判定样品中的晶体的颗粒尺寸将小于300nm,可以称之为"微晶"。
3、Scherrer (1918)揭示了衍射峰的增宽是对应晶面方向上的原子厚度(层数)不足以在偏离Bragg条件下相干减弱(destructivelyinterference)衍射峰。 当衍射峰宽度增加到接近其高度时(或高度下降到接近其宽度时), 可认为样品是非晶。
4、同一物质的话,峰窄说明晶粒比较大,和结晶度无关。同一台仪器测试且测试条件相同的情况下,峰高的比较多才能说明结晶情况较好。
(4)xrd分析方法扩展阅读
1、晶态物质对X射线产生的相干散射表现为衍射现象,即入射光束出射时光束没有被发散但方向被改变了而其波长保持不变的现象,这是晶态物质特有的现象。绝大多数固态物质都是晶态或微晶态或准晶态物质,都能产生X射线衍射。
2、晶体微观结构的特征是具有周期性的长程的有序结构。晶体的X射线衍射图是晶体微观结构立体场景的一种物理变换,包含了晶体结构的全部信息。用少量固体粉末或小块样品便可得到其X射线衍射图。
3、晶态物质组成元素或基团如不相同或其结构有差异,它们的衍射谱图在衍射峰数目、角度位置、相对强度次序以至衍射峰的形状上就显现出差异。
4、因此,通过样品的X射线衍射图与已知的晶态物质的X射线衍射谱图的对比分析便可以完成样品物相组成和结构的定性鉴定;通过对样品衍射强度数据的分析计算,可以完成样品物相组成的定量分析。
⑤ 什么是xrd分析
研究X射线波长和一般晶体晶格参数发现,两者的尺寸是数值相当或比较接近,从而有科学家断言,晶体晶格是X射线发生衍射现象的天然栅栏!后来果然得到了验证。晶体是这样;非晶体的物质没有这种有规律的格子排列格局,当然就不能获得X射线衍射现象了。
物质有没有固定的熔点、沸点,并没有验证是一个纯净物、包括晶体的独有的予以可区别其它物质的测试属性。晶体的熔点、沸点是相对比较固定,熔程也是比较窄,但拥有这一熔点、沸点的物质未必仅此一个;有些非晶体的纯净物,其熔点沸点也会在一定数值、熔程也会很窄。总之,可能在二十世纪初期还可以这样做,但现在更科学的大型精密仪器分析法出现后,就不被认同了。
X射线衍射原理及应用介绍:
特征X射线及其衍射 X射线是一种波长很短(约为20~0.06 nm)的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。在用电子束轰击金属“靶”产生的X射线中,包含与靶中各种元素对应的具有特定波长的X射线,称为特征(或标识)X射线。考虑到X射线的波长和晶体内部原子间的距离(10^(-8)cm)相近,1912年德国物理学家劳厄(M.von Laue)提出一个重要的科学预见:晶体可以作为X射线的空间衍射光栅,即当一束X射线通过晶体时将会发生衍射;衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上增强、而在其它方向上减弱;分析在照相底片上获得的衍射花样,便可确定晶体结构。这一预见随后为实验所验证。1913年英国物理学家布拉格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)在劳厄发现的基础上,不仅成功地测定了NaCl、KCl等的晶体结构,并提出了作为晶体衍射基础的着名公式——布拉格定律:
2d sinθ=nλ,式中,λ为X射线的波长,衍射的级数n为任何正整数。
当X射线以掠角θ(入射角的余角,又称为布拉格角)入射到某一具有d点阵平面间距的原子面上时,在满足布拉格方程时,会在反射方向上获得一组因叠加而加强的衍射线。
X射线衍射应用:
1、当X射线波长λ已知时(选用固定波长的特征X射线),采用细粉末或细粒多晶体的线状样品,可从一堆任意取向的晶体中,从每一θ角符合布拉格条件的反射面得到反射。测出θ后,利用布拉格公式即可确定点阵平面间距d、晶胞大小和晶胞类型;
2、利用X射线结构分析中的粉末法或德拜-谢乐(Debye—Scherrer)法的理论基础,测定衍射线的强度,就可进一步确定晶胞内原子的排布。
3、而在测定单晶取向的劳厄法中所用单晶样品保持固定不变动(即θ不变),以辐射线束的波长λ作为变量来保证晶体中一切晶面都满足布拉格条件,故选用连续X射线束。再把结构已知晶体(称为分析晶体)用来作测定,则在获得其衍射线方向θ后,便可计算X射线的波长λ,从而判定产生特征X射线的元素。这便是X射线谱术,可用于分析金属和合金的成分。
4、X射线衍射在金属学中的应用
X射线衍射现象发现后,很快被用于研究金属和合金的晶体结构,出现了许多具有重大意义的结果。如韦斯特格伦(A.Westgren)(1922年)证明α、β和δ铁都是体心立方结构,β-Fe并不是一种新相;而铁中的α—→γ相转变实质上是由体心立方晶体转变为面心立方晶体,从而最终否定了β-Fe硬化理论。随后,在用X射线测定众多金属和合金的晶体结构的同时,在相图测定以及在固态相变和范性形变研究等领域中均取得了丰硕的成果。如对超点阵结构的发现,推动了对合金中有序无序转变的研究;对马氏体相变晶体学的测定,确定了马氏体和奥氏体的取向关系;对铝铜合金脱溶的研究等等。目前 X射线衍射(包括X射线散射)已经成为研究晶体物质和某些非晶态物质微观结构的有效方法。
在金属中的主要应用有以下方面:
(1)物相分析 是X射线衍射在金属中用得最多的方面,又分为定性分析和定量分析。定性分析是把对待测材料测得的点阵平面间距及衍射强度与标准物相的衍射数据进行比较,以确定材料中存在的物相;定量分析则根据衍射花样的强度,确定待测材料中各相的比例含量。
(2)精密测定点阵参数 常用于相图的固态溶解度曲线的绘制。溶解度的变化往往引起点阵常数的变化;当达到溶解限后,溶质的继续增加引起新相的析出,不再引起点阵常数的变化。这个转折点即为溶解限。另外点阵常数的精密测定可获得单位晶胞原子数,从而可确定固溶体类型;还可以计算出密度、膨胀系数等有用的物理常数。
(3)取向分析 包括测定单晶取向和多晶的结构(如择优取向)。测定硅钢片的取向就是一例。另外,为研究金属的范性形变过程,如孪生、滑移、滑移面的转动等,也与取向的测定有关。
(4)晶粒(嵌镶块)大小和微观应力的测定 由衍射花样的形状和强度可计算晶粒和微应力的大小。在形变和热处理过程中这两者有明显变化,它直接影响材料的性能。
(5)宏观应力的测定 宏观残留应力的方向和大小,直接影响机器零件的使用寿命。利用测定点阵平面在不同方向上的间距的改变,可计算出残留应力的大小和方向。
(6)对晶体结构不完整性的研究 包括对层错、位错、原子静态或动态地偏离平衡位置,短程有序,原子偏聚等方面的研究(见晶体缺陷)。
(7)合金相变 包括脱溶、有序无序转变、母相新相的晶体学关系,等等。
(8)结构分析 对新发现的合金相进行测定,确定点阵类型、点阵参数、对称性、原子位置等晶体学数据。
(9)液态金属和非晶态金属 研究非晶态金属和液态金属结构,如测定近程序参量、配位数等。
(10)特殊状态下的分析 在高温、低温和瞬时的动态分析。
此外,小角度散射用于研究电子浓度不均匀区的形状和大小,X射线形貌术用于研究近完整晶体中的缺陷如位错线等,也得到了重视。
X射线分析的新发展
金属X射线分析由于设备和技术的普及已逐步变成金属研究和材料测试的常规方法。早期多用照相法,这种方法费时较长,强度测量的精确度低。50年代初问世的计数器衍射仪法具有快速、强度测量准确,并可配备计算机控制等优点,已经得到广泛的应用。但使用单色器的照相法在微量样品和探索未知新相的分析中仍有自己的特色。从70年代以来,随着高强度X射线源(包括超高强度的旋转阳极X射线发生器、电子同步加速辐射,高压脉冲X射线源)和高灵敏度探测器的出现以及电子计算机分析的应用,使金属 X射线学获得新的推动力。这些新技术的结合,不仅大大加快分析速度,提高精度,而且可以进行瞬时的动态观察以及对更为微弱或精细效应的研究。
5、X射线物相分析
X射线照射晶体物相产生一套特定的粉未衍射图谱或数据D-I值。其中D-I与晶胞形状和大小有关,相对强度I/I0,与质点的种类和位置有关。
与人的手指纹相似,每种晶体物相都有自己独特的XPD谱。不同物相物质即使混在一起,它们各自的特征衍射信息也会独立出现,互不干扰。据此可以把任意纯净的或混合的晶体样品进行定性或定量分析。
(1) X射线物相定性分析
粉未X射线物相定性分析无须知晓物质晶格常数和晶体结构,只须把实测数据与(粉未衍射标准联合会)发行的PDF卡片上的标准值核对,就可进行鉴定。
当然这是对那些被测试研究收集到卡片集中的晶相物质而言的,卡片记载的解析结果都可引用。
《粉末衍射卡片集》是目前收集最丰富的多晶体衍射数据集,包括无机化合物,有机化合物,矿物质,金属和合金等。1969年美国材料测试协会与英、法、加等多国相关协会联合组成粉末衍射标准联合会,收集整理、编辑出版PDF卡片,每年达到无机相各一组,每组1500-2000张不等.1967年前后,多晶粉未衍射谱的电子计示示机检索程序和数据库相继推出.日本理学公司衍射射仪即安装6个检索程序(1)含947个相的程序;(2)含2716个相的常用相程序;(3)含3549个相的矿物程序;(4)含6000个相的金属和合金程序;(5)含31799个相的无机相程序(6)含11378个相的有机相程序.每张片尾记录一个物相。
(2)多相物质定性分析
测XRD谱,得d值及相对强度后查索引,得卡片号码后查到卡片,在±1%误差范围内若解全部数据符合,则可判断该物质就是卡片所载物相,其晶体结构及有关性能也由卡片而知。这是单一物相定性分析。
多相混合物质的XRD谱是各物相XRD谱的迭加,某一相的谱线位置和强度不因其它物相的存在而改变,除非两相间物质吸收系数差异较大会互相影响到衍射强度。固熔体的XRD谱则以主晶相的XRD为主。
已知物相组分的多相混合物,或者先尝试假设各物相组分,它们的XRD谱解析相对要容易得多。分别查出这些单一物相的已知标准衍射数据,d值和强度,将它们综合到一起,就可以得到核实其有无。如钢铁中的δ相(马氏体或铁素体)γ相(奥氏体)和碳化物多相。
完全未知的多相混合物,应设法从复相数据中先查核确定一相,再对余下的数据进行查对。每查出一相就减少一定难度,直至全部解决。当然对于完全未知多相样品可以了解其来源、用途、物性等推测其组分;通过测试其原子吸收光谱、原子发射光谱,IR、化学分析、X射线荧光分析等测定其物相的化学成分,推测可能存在的物相。查索到时,知道组分名称的用字顺索引查,使用d值索引前,要先将全部衍射强度归一化,然后分别用一强线、二强线各种组合、三强线各种组合…联合查找直至查出第一主相。标记其d值,I/I1值。把多余的d值,I/I1值再重新归一化,包括与第一主相d值相同的多余强度值。继续查找确定第二主相,直至全部物相逐一被查找出来并核对正确无误。遇到没被PDF卡收录的物相时,需按未知物相程序解析指认。
物相定性分析中追求数据吻合程度时,(1)d值比I/I1值更重要,更优先。因为d测试精度高,重现性好;而强度受纯度(影响分辨率)、结晶度(影响峰形)样品细微度(同Q值时吸收不同),辐射源波长(同d值,角因子不同)、样品制备方法(有无择优取向等)、测试方法(照相法或衍射仪法)等因素影响,不易固定。(2)低角度衍射线比高角度线重要。对不同晶体而言低角度线不易重迭,而高角度线易重迭或被干扰。(3)强线比弱线重要。尤其要重视强度较大的大d值线。
(3) X射线物相定量分析
基本原理和分析
在X射线物相定性分析基础上的定量分析是根据样品中某一物相的衍射线积分强度正变化于其含量。不能严格正比例的原因是样品也产生吸收。对经过吸收校正后的的衍射线强度进行计算可确定物相的含量。这种物相定量分析是其它方法,如元素分析、成分组分分析等所不能替代的。
6、结晶度的XRD测定
7、高分子结晶体的X射线衍射研究
⑥ x射线衍射分析的主要分析方法有哪些
X射线衍射相分析(phase analysis of xray diffraction)利用X射线在晶体物质中的衍射效应进行物质结构分析的技术。每一种结晶物质,都有其特定的晶体结构,包括点阵类型、晶面间距等参数,用具有足够能量的x射线照射试样,试样中的物质受激发
⑦ 什么是XRD物相定量分析
XRD物相定量分析
,就是测定混合物相中各相的相对含量。是在完成了样品的
XRD物相定性分析
工作的基础上,利用衍射花样中待测相衍射强度,分析每个相在样品中的重量百分含量的技术。XRD物相定量分析方法的前提是XRD物相定性分析。在进行定量分析之前,必须对混合物所含物相准确定性。
⑧ XRD图分析~~急~~
XRD是用x射线来分析晶体的结构。材料的成分、晶体的结构以及杂相对XRD图谱皆有影响。
峰出现的位置及强度体现了不同的成分及结构。
就这张图来看,x 应该是掺杂的浓度,随着X的增大,在2θ 约为45°和57°处,衍射峰由劈裂的峰(即不完全分裂的峰)逐渐变成近乎一个峰,由衍射公式 2dsinθ =λ 晶面间距d发生改变。
未尽之处请查阅“x射线衍射学”