XRD定量分析.ppt

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1、物相定量分析目的物相定量分析目的在多相混合物中确定各相的含量在多相混合物中确定各相的含量基本原理定量分析的基本原理是物质各相的定量分析的基本原理是物质各相的衍射线衍射线的强度的强度随该相在混合物中相对含量的增加随该相在混合物中相对含量的增加而增加。而增加。衍射仪法的衍射强度：衍射仪法的衍射强度： 表示入射线强度，各参数都是表示入射线强度，各参数都是单相单相物质的衍射参物质的衍射参量。量。对多相混合物，对多相混合物，l l应为混合物的吸收系数应为混合物的吸收系数其余均与含量无关（记为其余均与含量无关（记为K1，未知常数）。则：，未知常数）。则： I= K1 C/该公式表示了待测物相的在试样中的该

2、公式表示了待测物相的在试样中的质量分数质量分数与衍射与衍射峰强度峰强度之间的关系。之间的关系。 对对和和两相，各自密度分别为两相，各自密度分别为和和，线吸收系数为，线吸收系数为和和, , ,质量百分比分别为质量百分比分别为x x和和x x。混合物的线吸收系数：混合物的线吸收系数： （ x/ + x/） C = V/ V = x/ 因此，因此， 相的衍射强度公式：相的衍射强度公式： I= K1 C/ = K1 x/( x/ + x/ ) = K1 x/x(/- /) + / = K1 x/(A x+B)方法方法物相定量分析的具体方法有物相定量分析的具体方法有: 外标法（单线条法）外标法（单线条法

3、） 内标法内标法 K值法值法 直接比较法直接比较法(绝热法）绝热法） 1 1、外标法、外标法（单线条法）（单线条法）将将所需物相所需物相的的纯物质纯物质另外另外单独标定单独标定，然后与多相混合物中，然后与多相混合物中待测相的待测相的相应衍射线强度相应衍射线强度相比较。相比较。如两相混合物（如两相混合物（+ +）：）：I= K1 x/x(/- /) + / 对纯对纯相相(I)0 = K1/ 二者相除可消掉二者相除可消掉K1，得，得 I/ (I)0 = x(/) /x(/- /) + / 测出测出I和和 (I)0 ，已知各相的质量吸收系数，已知各相的质量吸收系数，即可求得即可求得x。也可以确定若干

4、个也可以确定若干个x，在相同条件下测出同一根衍射线条的，在相同条件下测出同一根衍射线条的强度强度I ，作出定标曲线，根据定标曲线中，作出定标曲线，根据定标曲线中I/ (I)0 的值，可以的值，可以很容易确认很容易确认相相 的含量的含量外标法的特点 不必在试样中加入无关的相，可以定量计算不必在试样中加入无关的相，可以定量计算混合物中单相的含量。混合物中单相的含量。 需要配制不同需要配制不同含量的样品做定标曲线，过程含量的样品做定标曲线，过程较为复杂。较为复杂。 在被测在被测粉末样品粉末样品中加入一种恒定的中加入一种恒定的标准物质标准物质制成复合试样。制成复合试样。通过测复合试样中待测相的某一衍射

5、线强度与内标物质某一通过测复合试样中待测相的某一衍射线强度与内标物质某一衍射线强度之比，测定待测相含量。衍射线强度之比，测定待测相含量。 标样标样：常用：常用Al2O3, SiO2, NiO 若被测试样含、等若被测试样含、等n个相，欲测个相，欲测A相，可掺内标物质相，可掺内标物质S，此时相的体积分数分别为，此时相的体积分数分别为A 和和A ，而，而为标准为标准物质在复合试样中的体积分数，则在复合试样中：物质在复合试样中的体积分数，则在复合试样中：A ， IA / IS A xA s xA K4xA KSxA 因因 xA = xA(1- xS) 此时此时A相含量相含量 xA与与IA / IS 线

6、性相关。线性相关。 2 2、内标法、内标法 KS的处理：的处理：ASSAxKII/做出做出A相与标准物质复合试样的相与标准物质复合试样的定标曲线定标曲线，即，事先测量出一，即，事先测量出一套由已知套由已知A相浓度的原始试样和恒定浓度的表征物质（即相浓度的原始试样和恒定浓度的表征物质（即x不不变）组成的复合试样，做出定标曲线变）组成的复合试样，做出定标曲线,测定其测定其IA / IS ，则，则KS就可就可以确定。以确定。3 3、K K值法值法原理：由内标法可得原理：由内标法可得 Ii/IS=(Cixi/i)/(CSxS/S), 令令 Ki = (Ci/i)/(CS/S)， 则有则有 Ii/IS=

7、 Kixi/xS Ki的处理的处理：纯待测物纯待测物与参比物与参比物1：1混合。混合。(以以Al2O3为参比物质为参比物质)在待测样品中加入一定质量分数在待测样品中加入一定质量分数xS的参比物的参比物S，则任意相，则任意相i和参比和参比物物S而言有：而言有： xi = xS (Ii/IS)/Ki，则则i相在原始样品中的质量分数相在原始样品中的质量分数 Xi = xi/(1- xi)K值法不需作复杂的标准曲线，无繁杂计算，从而节省了分析时值法不需作复杂的标准曲线，无繁杂计算，从而节省了分析时间，应用较广。间，应用较广。但与内标法一样，必须提供纯样品物质，受到一但与内标法一样，必须提供纯样品物质，

8、受到一定限制。定限制。K值法法可以判断样品中是否有非晶物质存在。如左右，则样品中所有物相均为结晶相，强度数据可靠；如左右，则样品中所有物相均为结晶相，强度数据可靠；如左如左右右,表明强度数据或表明强度数据或K值有误。值有误。K值法不需作复杂的标准曲线，无繁杂计算，从而节省了分析时值法不需作复杂的标准曲线，无繁杂计算，从而节省了分析时间，应用较广。间，应用较广。但与内标法一样，必须提供纯样品物质，受到一但与内标法一样，必须提供纯样品物质，受到一定限制。定限制。01)(xxIxxIKIxIxKIssissniiissiii10sxxX0表示原始物质在混合样品中的质量分数表示原始物质在混合样品中的质

9、量分数4 4、直接比较法直接比较法（绝热法）（绝热法） 定量相分析时不与系统以外发生关系。定量相分析时不与系统以外发生关系。用试样中的用试样中的某一个相作标准物质直接进行比较某一个相作标准物质直接进行比较。 特点：特点： （1）不需掺入）不需掺入内标物质内标物质，减少实测工作量。，减少实测工作量。 （2）既适用于粉末试样，也适用于）既适用于粉末试样，也适用于块体试样。块体试样。特特别适用于别适用于金属材料。金属材料。 （3）不能测定含）不能测定含未知相未知相的多相混合试样。的多相混合试样。例题求淬火钢中残余奥氏体的含量例题求淬火钢中残余奥氏体的含量根据衍射强度公式设定根据衍射强度公式设定K和和

10、R , 使得使得两相衍射线条强度比，求得两相衍射线条强度比，求得 C/C I / I=RC/RC若只有若只有和和两相，则两相，则CC1，即可求出即可求出若有第三相碳化物若有第三相碳化物C存在，加测存在，加测Ic求求I / Ic及及R /Rc，求得，求得C/Cc因因C+ C+ Cc = 1，即可定量求出，即可定量求出IIRR1100CIIRR1100cCCVKRI2)(cossin2cos1)1(22222MHKLcePFVRrcmeIK3234240 优点优点: 省去了加入省去了加入内标物质内标物质的操作过程的操作过程 (研磨，混合研磨，混合等等)，避免了，避免了增加额外的线条增加额外的线条，

11、减少了谱线重叠的机，减少了谱线重叠的机会会. 再有，由于没有内标物质的稀释作用，微量相的再有，由于没有内标物质的稀释作用，微量相的线线强度不受影响强度不受影响，防止了检测灵敏度的下降。，防止了检测灵敏度的下降。 不足：不足：(1) K值法可以只测量一个目的相，也可以测量全部值法可以只测量一个目的相，也可以测量全部目的相，而绝热法则必须目的相，而绝热法则必须同时测出所有相同时测出所有相。(2) K值法可以测定含有值法可以测定含有未知相未知相的多相混合物试样的多相混合物试样(未未知相不是目的相知相不是目的相)，绝热法却不能。，绝热法却不能。 (3) K值法能判断是否存在值法能判断是否存在非结晶物质非结晶物质(如果左如果左右即右即表示存在非结晶物质表示存在非结晶物质)，绝热法则不能。，绝热法则不能。定量分析的难点定量分析的难点测定强度与理论强度不一致。测定强度与理论强度不一致。