X射线物相定量分析

1、X射线物相定量分析,材料研究方法 x 射线衍射分析,问 题,X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？ 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？,材料研究方法 x 射线衍射分析,X射线物相定量分析的基本原理,某物相的衍射线强度 Ij 与该物相在样品中的含量 Xj 成正比。,这是 X 射线物相定量分析的基本公式。,材料研究方法 x 射线衍射分析,B是常数（只与入射光强度、所用X射线波长、衍射仪圆的半径及受照射的的试样体积有关）。 Cj也是常数（只与j 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）。 m为试样（多

2、相混合物）的质量吸收系数， Xj为j 物相的质量百分数， j为j 物相的密度。,材料研究方法 x 射线衍射分析,X射线物相定量分析方法,外标法 内标法 K值法,材料研究方法 x 射线衍射分析,一、外标法,方法：将待测样品中待测物相j(如钙矾石)的某根衍射线的强度与已知j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j相的含量。 标准样品中的j相称为外标物。 该法原则上只适用于两相系统。,材料研究方法 x 射线衍射分析,外标法定量分析的一般步骤,配制一组标准样品，其中包含已知其含量为Xj的待测物相j (如钙矾石)； 在固定的实验条件下，测出标准样品中j相的某根衍射线的强度Ij，并绘出I

3、j与Xj的关系曲线（定标曲线）； 在同样的实验条件下，测出待测样品中j相的同一根衍射线的强度Ij； 根据定标曲线确定待测样品中j相的含量。,材料研究方法 x 射线衍射分析,钙矾石（AFt）的X射线定量分析曲线,X1（ %）,I1 （CPS）,材料研究方法 x 射线衍射分析,二、内标法,当试样中所含物相数n2，而且各相的质量吸收系数不相同时，需要往试样中加入某种标准物质（内标物质）来帮助分析，这种方法称为内标法。,材料研究方法 x 射线衍射分析,内标法定量分析的一般步骤,在实际测试过程中，也是先作出定标曲线，再进行分析。步骤如下：,材料研究方法 x 射线衍射分析,配制一组标准样品，其中包含已知其

4、含量Xj的待测相 j (如石英)和恒定质量百分比Xs的内标物质 s (如萤石)； 用X射线衍射仪测定标准样品中j相和s相的特定衍射线（衍射角和衍射强度相近的衍射线）的强度并计算其比值 Ij/IS，作出XjIj/IS关系曲线（定标曲线）; 在待测样品中掺入相同质量百分比Xs的内标物质s，用X射线衍射仪测定待测样品中j相和s相的相应衍射线的强度并计算其比值 Ij/IS ； 利用定标曲线确定未知样品中j相的含量Xj。,材料研究方法 x 射线衍射分析,石英定量分析的定标曲线（以萤石为内标物）,X石英 （%）,材料研究方法 x 射线衍射分析,内标法定量分析注意事项,在配制标准样品和待测样品时，标准物质的

5、质量百分数Xs应保持恒定，通常取Xs0.2。 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线。 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。,材料研究方法 x 射线衍射分析,三、K值法,K值法又称基体冲洗法。因为该名称不好理解，现多称之为K值法。 该法是由内标法发展而来的，也要往样品中加入内标物。 与内标法不同的是，K值法不用绘制定标曲线，免去了许多繁复的实验操作，使分析过程大为简化。,材料研究方法 x 射线衍射分析,K值法定量分析的一般步骤,确定K值。通常是用待测物相j(如石英)的纯物质和选定的内标物质s(如萤石)配制成质量比为1:1的混合物，选定j和s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K值：KsjIj / Is。 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15m左右。 用X射线衍射仪测定混合好的待测样品的Ij / Is值。 根据公式求出Xj,材料研究方法 x 射线衍射分析,X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，假设了被测物相中晶粒尺寸非常细小，各相混合