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X射線衍射物相定性分析X-RayDiffraction(XRD)物理樓-210,,XRD可以做什么???,屬何種物質(zhì)；屬哪種晶體結(jié)構(gòu)；得出分子式,與其它化學(xué)分析法的不同點(diǎn)：,元素及其含量，難于確定—是晶體還是非晶體，單相還是多相，原子間如何結(jié)合，化學(xué)式或結(jié)構(gòu)式是什么，有無同素異構(gòu)物相存在等。而這些信息對(duì)工藝的控制和物質(zhì)使用性能則頗為重要。,X射線相分析方法：,解決這些問題方面有獨(dú)到之處，且所用試樣量少，不改變物體化學(xué)性質(zhì)，因而成為相分析的重要手段。它與化學(xué)分析等方法聯(lián)合運(yùn)用，能較完滿地解決相分析問題，因而X射線衍射方法是經(jīng)常應(yīng)用的不可或缺的重要綜合分析手段之一。,【實(shí)驗(yàn)原理】,根據(jù)晶體對(duì)X射線的衍射特征－衍射線的位置、強(qiáng)度及數(shù)量來鑒定結(jié)晶物質(zhì)之物相的方法，就是X射線物相分析法。,多晶體物質(zhì)其結(jié)構(gòu)和組成元素各不相同，它們的衍射花樣在線條數(shù)目、角度位置、強(qiáng)度上就顯現(xiàn)出差異，衍射花樣與多晶體的結(jié)構(gòu)和組成(如原子或離子的種類和位置分布，晶胞形狀和大小等)有關(guān)。一種物相有自己獨(dú)特的一組衍射線條(衍射譜)，反之，不同的衍射譜代表著不同的物相，若多種物相混合成一個(gè)試樣，則其衍射譜就是其中各個(gè)物相衍射譜疊加而成的復(fù)合衍射譜,每一種結(jié)晶物質(zhì)都有各自獨(dú)特的化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)。沒有任何兩種物質(zhì)，它們的晶胞大小、質(zhì)點(diǎn)種類及其在晶胞中的排列方式是完全一致的。因此，當(dāng)X射線被晶體衍射時(shí)，每一種結(jié)晶物質(zhì)都有自己獨(dú)特的衍射花樣，它們的特征可以用各個(gè)衍射晶面間距d和衍射線的相對(duì)強(qiáng)度I／I1來表征。,晶面間距d與晶胞的形狀和大小有關(guān)，I／I1相對(duì)強(qiáng)度則與質(zhì)點(diǎn)的種類及其在晶胞中的位置有關(guān)。所以任何一種結(jié)晶物質(zhì)的衍射數(shù)據(jù)d和I／I1是其晶體結(jié)構(gòu)的必然反映，因而可以根據(jù)它們來鑒別結(jié)晶物質(zhì)的物相。,標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件卡片,以前稱為ASTM卡片，現(xiàn)在稱為粉末衍射文件PDF，是用X射線衍射法準(zhǔn)確測定晶體結(jié)構(gòu)已知物相的d值和I值，將d值和其他有關(guān)資料匯集成該物相的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)卡片。定性相分析即是將所測得數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比，從而鑒定物相的分析工作。,X射線衍射物相定性分析方法：三強(qiáng)線法：（1）從前反射區(qū)（2θ＜90?中選取強(qiáng)度最大的三根線，并使其d值按強(qiáng)度遞減的次序排列。（2）在數(shù)字索引中找到對(duì)應(yīng)的d1(最強(qiáng)線的面間距）組。（3）按次強(qiáng)線的面間距d2找到接近的幾列。,（4）檢查這幾列數(shù)據(jù)中的第三個(gè)d值是否與待測樣的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)，再查看第四至第八強(qiáng)線數(shù)據(jù)并進(jìn)行對(duì)照，最后從中找出最可能的物相及其卡片號(hào)。（5）找出可能的標(biāo)準(zhǔn)卡片，將實(shí)驗(yàn)所得d及I/I1跟卡片上的數(shù)據(jù)詳細(xì)對(duì)照，如果完全符合，物相鑒定即告完成。,如果待測樣的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)不符，則須重新排列組合并重復(fù)（2）～（5）的檢索手續(xù)。如為多相物質(zhì)，當(dāng)找出第一物相之后，可將其線條剔出，并將留下線條的強(qiáng)度重新歸一化，再按過程（1-5）進(jìn)行檢索，直到得出正確答案。,X射線定性相分析的目的——,將所測得的未知物相的衍射譜與粉末衍射文件PDF中的已知晶體結(jié)構(gòu)物相的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)相比較(這可通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢索或人工檢索來進(jìn)行)，運(yùn)用各種判據(jù)以確定所測試樣中含哪些物相，各相的化學(xué)式，晶體結(jié)構(gòu)類型，晶胞參數(shù)等，以便進(jìn)一步利用這些信息。,,粉末衍射文件(PDF)卡片,1欄：卡片的組號(hào)及組內(nèi)序號(hào)；2欄：試樣名和化學(xué)式；3欄：礦物學(xué)名稱，其上面有“點(diǎn)”式或結(jié)構(gòu)式；4欄：所用的實(shí)驗(yàn)條件如輻射、波長、方法等；5欄：晶體學(xué)數(shù)據(jù)等；6欄：光學(xué)數(shù)據(jù)等；7欄：試樣的進(jìn)一步說明，如來源、化學(xué)成分等；8欄：衍射數(shù)據(jù)的質(zhì)量記號(hào)；9欄：試樣衍射線的d值、值及密勒指數(shù)。,索引和檢索手冊(cè)有：,(1)粉末衍射文件無機(jī)物相哈納瓦特方法檢索手冊(cè)(PowderDiffractionFileSearchManualHanawaltMethodInorganic)(2)粉末衍射文件有機(jī)物相(哈納瓦特法、字母法、化學(xué)式法)檢索手冊(cè)(PowderDiffractionFileOrganicPhasesSearchManual)(3)礦物粉末衍射文件的化學(xué)名法、哈納瓦物數(shù)值法、芬克數(shù)值法、礦物名法檢索手冊(cè)(MineralPowderDiffractionFileSerachManual，ChemicalName，HanawaltNumerical，F(xiàn)inkNumerical，MineralName)(4)粉末衍射文件無機(jī)物相字母索引(PowderDiffractionFileAlphabeticalIndexInorganicPhases),定性相分析的一般步驟,制樣、調(diào)整儀器、攝取衍射花樣，求出衍射線的d值及相對(duì)強(qiáng)度，檢索出所含物相等,日本理學(xué)RIGAKU-Dmax2500,D/max-2500衍射儀主要操作都由計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)完成，掃描操作完成后，衍射原始數(shù)據(jù)自動(dòng)存入計(jì)算機(jī)硬盤中供數(shù)據(jù)分析處理。數(shù)據(jù)分析處理包括平滑點(diǎn)的選擇、背底扣除、自動(dòng)尋峰、d值計(jì)算，衍射峰強(qiáng)度計(jì)算等。,樣品的制備,1.樣品量>>200mg；2.須研細(xì)>>5mor200目；3.樣品按網(wǎng)上登記要求正確填寫,變溫XRD(T<1000C),研究物相的相變；吸附和脫附等。,數(shù)據(jù)結(jié)果的獲得,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸網(wǎng)上鄰居---TESTCENTER---Dmax2500---所屬課題組---日期---樣品名.TXT,