材料分析学5-卡片解释

1、在卡片右上角的卡片质量标志： 质量最高，化学表征，范围好，强线分散。凡是d2.50 线至少有小数点后三位， d1.200 的线有小数点后四位。无严重系统误差。没有20.050的线。对于所有认可的线， 2 0.030。没有未指标的、空间群不符或不纯的线。 i 质量其次。范围合适及强线分散。 d2.00 线小数点后三位，无严重系统误差。没有20.200的线， 2 0.060。未指标的、空间群不符或不纯的线 2，而且不能有一个属于八强线。 O 此质量符号由编者给出。指示： （1）数据精度低或（2）数据有可能由于多相混合或（3）数据来自比较差的化学表征相。通常会在空格中说明为什么基于此符号。 C 表示

2、粉末衍射花样来自结构参数的计算。 无记号 上述情况以外。 电子版ICDD卡片质量标志:（3）卡片的索引 上述的PDF（JCPDS）卡有几万张，如何从其中找到与测量数据最接近的卡片就需要一个索引方法。现在常用的索引有两类：数值索引，又称 Hanawalt 索引 编制原则： a. 将每种物质前八强线（注意：此处“前”八强不是指出峰先后的“前”，而是指强度顺序）提出作为一组数值； b. 将所有这些物质的数据，按第一强线递减序列划分成51组（即51个晶面间距范围）。例如999.998.00; 7.99-7.00;- 此范围作为全本索引的页头。 将凡是第一强线属于哪一范围的归在这范围内。 c.将哪一范围

3、内的所有这些物质的数据，按第二强峰的d 值由大到小顺序排列 。 例如: 2.50-2.44-2.50 x 2.93x 2.61x 2.196 2.106 1.934 1.884 5.232 Zr3GeO8 16-800 2.50 x 2.938 2.208 2.118 2.048 4.526 2.666 2.226 Ge7Re3 36-1179-2.51x 2.91x 1.778 1.516 0.856 0.846 1.454 1.154 Pa 34-1122查阅方法：v由测量的衍射图谱，计算出每个峰对应的d 值及相对强度（仪器自动计算）；v找到其中最强八个峰对应的d 值，并按由强至弱顺序将八

4、个值排列在一行，下标为相对强度 ；v按第一强峰找到相应 d 值范围；v在相应d 值范围内，根据测得第二强峰的d 值，在相应的范围内，找到第一强峰和第二强峰都对应的值，这时可能有几行数据能满足；v再按第三、的四强峰 -d 值，与测的数据对照 ，直到八个数据均能与测量数据对应，则初步判断该行数据对应要找的卡片。v按卡片号找出该张卡片， 详细核对 ，若无误则为所要查询卡片。v对于多相样品，分析过程要复杂得多。通常用排除尝试法。例如：待测试样的衍射数据d/I/I0d/I/I0d/I/I03.0151.50201.0432.47721.2990.9852/13281.28180.9142.091001.

5、2250.8381.80521.08200.8110排出前八强线的d 值 d 1 d 2 d 3 d 4 d 5 d 6 d 7 d 82.09x 2.477 1.805 2.133 1.502 1.082 1.282 0.811现d 1将作为最强峰， d 2作为次强峰， d 3作为第三强峰。在2.15-2.09范围内找，找d 2为2.47 的数据，找到2.10 2.47 2.36-2.10 2.47 2.28-2.09 2.47 2.31-2.09 2.47 1.29-2.08 2.47 2.42-2.08 2.47 2.37-但这些数据行中，没有一个是第三强峰为1.80 的。先将2.47

6、作为该相第二强峰排除。假设1.805为第二强峰，则有d 1 d 2 d 3 -2.09x 1.805 2.133 -在检索后，发现与d 1 2.09 d 2 1.80 相应范围内，无一个第三强峰 为2.13的。但发现有第三强峰为1.28的 2.10 x 1.838 1.288 - Cu-Be(2.4%Be) 9-213 2.09x 1.815 1.282 - Cu 4-836 由强度及后面几条线结合，可以判断只有卡 4-836 (Cu )可能与测量结果吻合，将这部分看成Cu相，找到卡片详细核对，核对无误，可确定该相为Cu相。 扣除Cu相的峰 （假定与另一相无重叠 ），将剩余峰排列再检索，可以找

7、到该相为CuO。字母检索 该索引以物质英文字母顺序排列； 每一物质占一行，依次列出： 英文名称/矿物学名称 分子式 前三强线对应的d 值 卡片号(4) 计算机索引 （4）定性分析的难点由于晶体的择优取向，使某些线的强度异常。因此在与卡片比较时，d值更重要. 应较好符合，一般要在小数点以后第二位才可有差别 。多相混合物的线条可能有重叠，尤其是前三强线的重叠。这时需要将d值与强度同时考虑 。 当某相在混合物中含量很少时，很难断言该相就不存在。2. 定量分析 （1） 物相定量分析的原理 由（4.46) 式，多晶衍射强度为 4.46) )A()e P 2132(2M-2222034240（CosSin

8、CosFVVcmeRII对于同一相 j ，在同一实验条件下，可将(4.46)中括号内项写为常数对于j 相的强度，再乘以j 相体积百分数，即相的体积百分数为吸收系数样品（多相）的平均线平板粉末衍射样品为样品吸收因子，对于其中）（j V 21)A( )A( 5.1 V )A( R V )A(e P CosSinCosVFVcmeRIIjlljjj2M-j:;)2132(2222034240为常数，称为强度因子面，在同一实验条件下对同一相的同一指数晶则， R(5.1) VRIjljjj2在（5.1）式中，Vj 是j 相体积百分数，则j 相 在样品中的重量百分比为：jjjjjjjjjXV VVWX或中

9、了。合并到）中将常数（）（）式，有代入（定义平均质量吸收：jmjjjjlmRXRI22 .5 2 .5 1 .5（5.1）和（5.2）式是定量的基本公式。但不可能由此算出强度，因为各相的含量是未知的 。还可以看出，由于平均质量吸收系数是与含量有关的，所以Ij 与Xj 不是线性关系。（2）内标法与比值法 先介绍内标法相的重量百分比；复合试样中：相的重量百分比；原试样中：复合试样重量的重量；内标物质在复合试样中：；量百分数（样品加内标）中的重为内标物质在复合试样设 j j W jjssssxxWxx）（则，3 . 5 )1 ( ; 1sjjsjjXXXXXX又设 Is 为内标相s 的衍射强度( 一

10、般选最强衍射线） Rs 为内标相s 的强度因子 s 为内标相s 的密度由（5.2）式，复合相中待测样品和标样的衍射强度可以表示为：mssssmjjjjXRIXRI ；）（将上面两强度相比，有4 . 5 sjjssjsjXXRRII将（5.3）代入（5.4），有）（ 5 . 5 )1 (sjsjssjsjXXXRRII）（即，6 . 5 )1 ( sssjjssjjXXRRIIX若在实验中保持 Xs一定（即配不同标样时保持Xs一定），则为常数其中 )1 ( sssjjssjjXXRRKIIKX这表明 Xj 与 Ij / Is 呈线性关系。实验方法a. 制作标准曲线：制备一系列含量不同的 Xj 的

11、标准复合试样（另一相或几相可以选择与待测试样内其它相相同物质）。每个标样所加内标物Xs的量相同。b. 测定各复合试样的 Ij 及 Is ，绘制I j / Is Xj 的定标曲线，应该为一条直线。用线性回归法求出K。c. 在未知样品中加入作标准曲线时加入量相同的内标Xs,测出 Ij / Is （试验条件与作标准曲线时相同）。由定标曲线或由K 值计算出 Xj 。常用内标物有 MgO、NaCl、SiO2、-Al2O3等 比值法 为了省去制作定标曲线的麻烦，发展了比值法。 基本思想是：假若能知道（5.6）式的常数项sjjsRR 则可由测得的复合试样的强度比Ij / Is ，直接得到 Xj 。比值法的出

12、发点就是用标准方法对每一种物质求出一个实验参数， 然后可以由此参数得到上述常数项。 取物质C作为参考物，将C与其它各种纯物质按1：1比例的重量百分比混合，即 Xj = Xc = 0.5 Xs = Xc = 0.5 制成一系列参考混合物，测定这些参考混合物中各相的最强线强度，求得强度比： -,- , 5 . 05 . 0cscjIIII 4 . 55 . 05 . 0ssccscssccscsjjccjcjjccjcjKRRXXRRIIKRRXXRRII ）式由（）（则知道各物质参比强度，等称为参比强度，只要、7 . 5 sjjsjssjRRKKKK将（5.7）代入（5.6）有相的强度为复合样品

13、中量；复合样品中内标相的含相的含量；为待测样品中其中：）（j j 8 .5 1jsjsjssjsjIXXIIXXKKX在PDF卡片中，I / Icor 就是参比强度，是以-Al2O3为参考物质的。现在不必作定标曲线，只要加入内标，由Xs , Is, Is 及查出的 参比强度值就可以得到 Xj 。假若以-Al2O3为内标，则 Ks = 1 ，（5.8）可以简化为：）（ 8 .5 11sjssjjIIXXKX二、PDF卡片的调用 jade5.0 自带的卡片库是PDF-1数据库，这是一个剪辑的数据库，如果在硬盘上有PDF2卡片数据库，可以在jade5.0 程序建立索引： 点击“PDF”菜单，选择“S

14、ETUP”； 打开设置对话框； 找到PDF2卡片数据库所在的文件夹； 点击“Select all”键，再点击“Go”键, 计算机开始建立进入PDF2数据库的索引文件； 索引文件建立完成，对话框如图所示。每个子库的卡片的名称及卡片数变成蓝色，并且都处于活动状态。 除自动检索以外,调用PDF卡片的方式有以下三种: 1. 通过键入卡片号,调用卡片; 双击卡片列表中卡片,可以阅读卡片内容. 2. 通过输入化学式调出卡片 点击“PDF”菜单,选择“Chemistry”; 出现化学式调用周期表； 选择数据库子目录。例如，是无机化合物，可以选择无机子库，是聚合物，可以选择聚合物子库等；是有一定化学基团的可以选择相应化学基团。 选择元素; 输入化学计量比; 点击“OK”。 点击“PDF”菜单,选择“Retrieval”，出现检索卡片的列表。 双击选中的卡片，可阅读卡片内容。 注意：调出的卡片是所选子数据库的。选的子库不同，调出的卡片也不同。例如，条件一样，选择无机库和ICSD库得到结果是不同的。 3. 通过化学计量比调出PDF 点击“PDF”菜单,选择“Stoichiomistry” 出现对话框。 如调单质元素的PDF，选中“Element”,在A栏