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X射线衍射技术之四-物相分析

一．原理与方法
什么是物相?
物相是从结构角度对某一物质种类的描述. 化学组成相同但结构类型不同的物质视为不同的物相,如方解石和文石.化学组成不同但结构类似的物质也属不同的物相,因为二者在结构参数方面存在差别.
物相分析分为定性分析和定量分析。定性分析目的是确定待测物质成分及结构类型；定量分析不仅确定物质成分及结构类型，而且确定各物相质量分数。因此定性分析是定量分析的基础和前提。
1．粉末衍射卡
粉未衍射卡(Power Diffraction File, 简称 PDF卡)是1941年美国道氏化学(Dow Chemical)公司从1938年起由哈那瓦尔物(J. D. Hanawalt)等人首创的标准衍射数据，在美国材料试验协会(ASTM)的赞助下，以3 inch×5 inch (76.2 mm×127 mm)的卡片形式发行，故也称ASTM卡。
I j Cj
Vj

Cj
fj

式中Cj──样品中与第j相有关的常数; μ ──混合样品的线吸收系数.
fj W j m m m Ij C 将代入 V x j 变换为以xj和µ m表示的形式如下
fj
j

Ij
Cj xj
j m
Cj
'
xj
m
此式是Ｘ射线物相定量分析的基本公式。µm不是j相的质量吸收系数，而是整个待测试样总的质量吸收系数． n
第2节 XRD物相定量分析
一．定量分析法原理
X射线定量相分析方法是在完成了样品的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粉末衍射强度公式:
3 4 2 I e 1 c o s 2 1 2 2 2 M 0 I ( 2 ) ( ) ( F P N ) (2 ) ( e) () V h k l h k l h k l 4 3 2 m c R s i n c o s 2

X射线衍射实验方法ppt课件

测量动作：θ－2θ联动
❖位于试样不同部位MNO，处平行于试样表面的(hkl)晶面可以把各自的反射线会聚到F点
❖沿测角仪圆移动的计数器只能逐个地对衍射线进行测量。
❖衍射仪应使试样与计数器转动的角速度保持1:2的速度比
测角仪要求与Ｘ射线管的线焦斑联接使用，线焦斑的长边与测角仪中心轴平行。
根据样品中晶体含量大，衍射峰较强的特点，比较峰值的大小，来判断结晶程度。 1.欣克利法
一般选取110和111晶面进行对比，根据（ A＋B）／At大小来判断结晶度
衍射分析当中，如果晶体在空间随机分布，衍射强度的比值为理论值，如果晶体排列有一定规律，则在测试中某一晶面的衍射强度变大或变小，计算测试结果中各衍射峰的强度与PDF卡片中该物质对应的衍射线相度强度，得到折合的衍射线强度，如果折合的强度相同，则无取向度，反之，有一定取向。
觉衍射线的宽化
点阵常数的确定：
根据布拉格方程，测量衍射角度，根据X射线波长，计算出各个晶面间的距离，从而确定晶体的点阵常数。
材料密度的测定
根据X射线测试结果，计算出晶胞结构，结合晶面间距与原子量，计算出材料的密度。
晶体在受到外部应力或者内部应力时晶面间距会有相应变化。
晶体所受应力可以分为：宏观应力引起的的晶体间应力，析晶、晶型转变等引起的晶体间应力，位错等引起的晶体内应力。
马氏体的含碳量与马氏体的四方度c／a或者由精确测定的点阵
参数按上式直接计算出马氏体含碳量。通常，钢中含碳量低时仅
仅表现出衍射线的宽化，只有当含碳量高于0．6形时，原铁素体的衍射线才明显地分裂为两条或三条线。
在淬火高碳钢中有时出现奥氏体相，它是碳在g—铁中的过饱
和固溶体。奥氏体的点阵参数a与含碳量。呈直线性关系：

X射线衍射学4-实验方法及应用

22
PDF卡片索引
23
• 索引：Alphabetical – 从物质名称检索。
• • Hanawalt – 从三条最强衍射线检索。 Fink – 按照d值大小排序检索。
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卡片序号
三条最强线及第一条线d值和强度
化学式及名称
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晶胞参数
晶系
空间群, Pna21
理论密度
单胞化学式量数
26
4
旋转晶体法
• 也称旋转单晶法或周转法。用单色X射线作为入射光源，单晶体绕一晶轴（通常垂直于入射方向）旋转，靠连续改变各衍射面与入射线的夹角来满足布拉格方程。利用此法可作单晶的结构分析和物相分析。
5
粉末晶体法
• 也称粉末法或多晶体法。用单色X射线作为入射光源，入射线以固定方向射到多晶粉末或多晶块状样品上，靠粉晶中各晶粒取向不同的衍射面来满足布拉格方程。由于粉晶含有无数的小晶粒，各晶粒中总有一些晶面与入射线的夹角满足衍射条件，这相当于θ 是变量。因此，粉晶法是利用多晶样品中各晶粒在空间的无规取向来满足布拉格方程而产生衍射的。只要同种晶体，它们所产生的衍射花样在本质上都应该相同。
37
Sc X c Sc Sa
38
例如：聚丙烯的结晶。全同聚丙烯的α晶型属单斜晶系，是最常出现的一种；β晶型属六方晶系，是在相当高的冷却速度下或含有易成核物质时，于130oC以下等温结晶或在挤出成型时产生的；γ晶型为三方晶系，只有在高压下或低分子质量试样中才会形成。三种晶型的衍射图完全不同，很易识别。不同晶型的全同聚丙烯的（图中阴影区为非晶漫射峰）
29
• 任何一个衍射峰都是由五个基本要素组成。 • 衍射峰位置是衍射面网间距的反映（即 Bragg定理）； • 衍射强度是物相自身衍射能力强弱的衡量指标及在混合物当中百分含量的函数； • 半高宽及形态是晶体大小的函数； • 衍射峰对称性是光源聚敛性、样品吸收性、仪器机戒装置等因素。

X射线衍射分析PPT课件

穿过一层物质，降低一部分动能，穿透深浅不同，降低动能不等，所以有各种波长的X射
线。
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CHENLI
5
二．特征X射线
由阳极金属材料决定，波长确定产生机理：高速电子将原子内层电子激发，再由外层电子跃迁至内层，势能下降而产生的X射线，波长由原子的能级决定。如CuK1＝1.5405Å
MoK1＝0.7093Å 在X射线衍射分析工作中，利用的是特
征X射线，而连续X射线只能增加衍射谱图的背底。
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特征X射线的激发原理
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晶体结构
晶体的定义
由原子或分子在三维空间周期排列而成的固体物质
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一．晶体结构的特征晶体中原子或分子的排列具有三维空间的周
1·三斜晶系（triclinic）a≠b≠c,≠≠≠90 2·单斜晶系(monoclinic)a≠b≠c,==90≠ 3·六方晶系(hexagonal)a=b≠c,==90=120 4·三方晶系(rhombohedral or trigonal)a=b=c,==≠90 5·正交晶系(orthorhombic)a≠b≠c,===90 6·四方晶系(tetragonal)a=b≠c,===90 7·立方晶系(cubic)a=b=c,===90
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二．标准卡片标准卡片由国际粉末衍射标准协会搜
编，称JCPDS卡，至2005年已搜集到无机物、有机物近10万张卡片，而且还在不断增补。
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10
d 1a 1b 1c 1d 7

实验一-X射线衍射技术及物相分析

实验一-X射线衍射技术及物相分析(总4页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--实验一 X射线衍射技术及物相分析一、实验目的与要求1．学习了解X射线衍射仪的结构和工作原理；2．掌握X射线衍射物相定性分析的方法和步骤；3．给定实验样品，设计实验方案，做出正确分析鉴定结果。

二、实验仪器本实验使用的仪器是Rigaku UltimaⅣX射线衍射仪。

主要由冷却循环水系统、X射线衍射仪和计算机控制处理系统三部分组成。

X射线衍射仪主要由X射线发生器即X射线管、测角仪、X射线探测器等构成。

射线管X射线管主要分密闭式和可拆卸式两种。

广泛使用的是密闭式,由阴极灯丝、阳极、聚焦罩等组成,功率大部分在1～2千瓦。

可拆卸式X射线管又称旋转阳极靶,其功率比密闭式大许多倍,一般为12～60千瓦。

常用的X射线靶材有W、Ag、Mo、Ni、Co、Fe、Cr、Cu等。

X射线管线焦点为1×10平方毫米,取出角为3～6度。

此X射线管为密闭式，功率为2千瓦。

X射线靶材为Cu。

选择阳极靶的基本要求：尽可能避免靶材产生的特征X射线激发样品的荧光辐射，以降低衍射花样的背底，使图样清晰。

2．测角仪测角仪是粉末X射线衍射仪的核心部件，主要由索拉光阑、发散狭缝、接收狭缝、防散射狭缝、样品座及闪烁探测器等组成。

(1)衍射仪一般利用线焦点作为X射线源S。

如果采用焦斑尺寸为1×10平方毫米的常规X射线管，出射角6°时，实际有效焦宽为毫米，成为×10平方毫米的线状X射线源。

(2)从S发射的X射线，其水平方向的发散角被第一个狭缝限制之后，照射试样。

这个狭缝称为发散狭缝(DS)，生产厂供给1/6°、1/2°、1°、2°、4°的发散狭缝和测角仪调整用0．05毫米宽的狭缝。

(3)从试样上衍射的X射线束，在F处聚焦，放在这个位置的第二个狭缝，称为接收狭缝(RS)．生产厂供给毫米、毫米、毫米宽的接收狭缝。

X射线衍射图谱分析——介绍 ppt课件

六、X射线衍射仪组成：
带有稳压稳流装置的X射线发生器精密的测角仪系统
控制及数据处理系统
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4
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5
（利用单色器得到特征X射线）
PPT课件
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七、数据分析方法
X射线物相分析晶胞参数的确定晶粒尺寸的计算结晶度的测量晶粒取向测定 ……
PPT课件
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X射线物相分析
① 粉末衍射图谱的获得 ② d 值的测量： 2θ →d 2dsinθ=nλ ③ 相对强度的测量
各衍射线的峰高比——最强线为100 ④ 查阅索引 ⑤ 核对卡片
PPT课件
9
1、晶体不同晶面“反射”衍射强度不同,测得的衍射线强度是一组晶面（hkl）反射的X射线总量，即积分强度。
2、入射X射线不是严格平行而是有一定散度的光束，晶体也非严整的格子，一组晶面反射的X射线是在θ附近一个小的角度范围内
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PPT课件
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二、晶胞参数测定方法
• 间接方法；直接测量某一衍射线的θ 角，然后通过晶面间距公式、布拉格公式计算出晶格常数。
• 以立方晶体为例，其晶面间距公式为：
•
a d H 2 K 2 L2
• 根据布拉格3 方程2dsinθ =λ，则有：
•
H 2 K 2 L2
PPT课件
10
1 横坐标：衍射角2θ 单位 °
2 纵坐标：强度标值 I 单位cps(记数/秒)
3 峰顶标值：网面间距d 单位埃
4 基线：BL
5 衍射强度：去背景后的峰高h 单位cps
可用相对强度峰值最大为100
6 半高宽：峰高的1/2宽度（表示某些晶体的
结晶度）单位 °

X射线衍射分析(4)测定方法

PDF卡片的内容（3）
(4)晶体学数据：Sys.—晶系；S.G—空间群;a0、b0、c0，α、β、γ—晶胞参数；A= a0/b0 ，C= c0 / b0 ；Z—晶胞中原子或分子的数目； Ref—参考资料。 (5)光学性质： εα、nωβ、εγ—折射率； Sign—光性正负；2V—光轴夹角；D—密度； mp—熔点；Color—颜色； Ref—参考资料。
（3）块状试样的分析
分析块状试样时，可将试样切割成 2018mm2大小，用橡皮泥固定在铝样架上或块状试样架上进行测定；
如果块状样品有一定大的平面 2040mm2，厚度小于5mm，也可将试样直接插入样品台上测量。注意必须使测定面与试样表面在同一平面上，试样表面的平整度要求达到0.02mm左右。
粉末衍射PDF卡号。对于一些合金化合物，还可按其所含的各种元素顺序重复出现，而某些物相同时还列出了其最强线对于刚玉最强线的相对
强度。由此，若已知物相的名称或化学式，用字母能利用此索引方便地
查到该物相的PDF卡号。
哈那瓦尔特（Hanawalt）索引该索引是按强衍射线的d值排列。选择物相八条强线，用最强三条线 d值进行组合排列，同时列出其余五强线d值。每一种物相在索引中至少重复三次。若某物相最强三线d值分别为 d1,d2,d3，余五条为d4,d5,d6,d7,d8，那么该物相在索引中重复三次出现的排列为：第一次：d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 第二次： d2 d3 d1 d4 d5 d6 d7 d8 第三次： d3 d1 d2 d4 d5 d6 d7 d8
测角仪基本结构
RS: Receiving Slit 接收狭缝图中，DS: Divergence Slit 发散狭缝 SS: Scattering Slit 防散射狭缝 S1,S2: Soller Slit 索拉狭缝

XRD衍射分析技术PPT课件

建立布拉格衍射方程的基本出发点是：考虑为每组晶面族的反射。
即当衍射线对某一晶面族来说恰为光的反射方向时，此反射方向便是衍射加强的方向。由于衍射线的方向恰好相当于原子面对入射波的反射，才得以使用Bragg条件，不能因此混淆平面反射和晶体衍射之间的本质区别。
最新课件
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(ＩＩ) 厄瓦尔德图解
中心思想: 衍射波矢量和入射波矢量(夹角即为衍射角２θ)相差一个倒易矢量时,衍射能产生
直线点阵
平面点阵
空间点阵
最新课件
4
点阵必须具备的三个条件:
a·点阵点必须无穷多； b·每个点阵点必须处于相同的环境； c·点阵在平移方向的周期必须相同。３.结构基元: 点阵点所代表的重复单位的具体内容
晶体结构
点阵结构单元
+
晶体结构=点阵+结构单元
最新课件
5
４.晶胞:是晶体结构的基本重复单位。
最新课件
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(４)晶体Ｘ射线衍射的方向
劳埃方程, 布拉格方程, 厄瓦尔德图解
(Ｉ) 布拉格方程
中心思想:
将晶体看作是由许多平行的原子面堆积而成,把衍射线看作是原子面对入射线的反射,也就是说,在Ｘ射线照射到原子面中,所有原子的散射波在原子面的反射方向上的相位是相同的,是干涉加强的方向
注意:
Ｘ射线的原子面反射和可见光的镜面反射不同,一束可见光以任意角度透射到镜面上都可以产生发射,而原子面对Ｘ射线的反射并不是任意的, 只有当入射波长λ,入射角θ和晶面间距ｄ三者之间满足布拉格方程时才能发生反射,所以将Ｘ射线的这种反射称为选择反射
最新课件
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布拉格方程的导出
• 布拉格方程的导出基础： • ①晶体结构具有周期性(可将晶体视为由许多相互平行且

材料研究方法三X射线衍射分析PPT课件

结构分析时所采用的就是K系X射线。
.
20
eU=1/2mV2
λmin=hc/eU
.
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三、X射线与物质的相互作用
➢1.透射。强度减弱，波长不变，方向基本不变； ➢2.吸收。①能量以其他能量形式释放，如光电效应、俄歇(Auger)效应、荧光效应等。②吸收。类似LB定律。 ➢3.散射。原子使X射线偏离原来方向。 ①波长不变相干散射-Thomson散射；②有能量交换，波长变长，非相干散射-Compton散射。
.
13
本章主要内容
➢ 1. X 射线介绍 ➢ 2. X 射线与物质的作用 ➢ 3. X 射线衍射仪器 ➢ 4. X 射线衍射分析方法 ➢ 5. X 射线衍射应用
.
14
一、X-射线的性质
➢ ①肉眼不能观察到，但可使照相底片感光、荧光
板发光和使气体电离； ➢ ②能透过可见光不能透过的物体； ➢ ③这种射线沿直线传播，在电场与磁场中不偏转，在通过物体时不发生反射、折射现象，通过普通光栅亦不引起衍射； ➢ ④这种射线对生物有很厉害的生理作用。
穿透能力强，一般条件下不能被反射，几乎完全不发
生折射——X射线的粒子性比可见光显著的多
.
16
二、X-射线的产生
1.产生X-射线的方法：是使快速移动的电子(或离子)骤然停止其运动，则电子的动能可部分转变成X光能，即辐射出X-射线。
.
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*X射线发生器的主要部件
➢ (1)阴极：钨灯，电流3-4A，加速电压5-8KV ➢ (2)阳极靶材：Cu/Mo/Ni等熔点高、导热性好的金属 ➢ (3)Be窗：d=0.2mm，可透过X射线。
X 射
铅屏
底
线
晶体

X射线衍射技术及物相定性分析

材组成与结构相同的同一种物相。因此，当一未知物相的样品的衍射谱上的 d-I/I1的数值与某
大学一已知物相M的数据相合时，即可认为未知物即是M相。由此看来，物相定学性院分析就是将未中南知物的衍射实验所得的结果，考虑各种偶然因素的影响，经过去伪存真工获程得一套可靠的d-I/I1
数据后与已知物相的I/I1 相对照，再依照晶体和衍射的理论对所学属与物相进行肯定与否定。目
样品衍射谱最匹配的 100 种 PDF 卡片并列表显示。
3
③在检索结果列表中，根据谱线角度匹配情况并参考强度匹配情况，选择最匹配的 PDF
卡片作为物相鉴定结果。
④重复②－③的步骤，直到全部衍射线都有相应的物相归属，物相鉴定完毕。
⑤选择 Report-Phase ID Report 命令，打印输出物相鉴定结果。
实验 1 X 射线衍射技术及物相定性分析
一、实验目的
1．了解 X 射线衍射原理和衍射仪的操作规程。
2．掌握 X 射线衍射物相定性分析的原理和实验方法。
3．熟悉 PDF 卡片的查找方法和物相检索方法。
二、实验原理概述
1．X 射线衍射仪的工作原院理
学
图 1 是X射线衍射工仪程光路图，它是由高压发生器提供一个给定的高压到X射线管的两极，
已被淘汰。第二代是通过一定的检索程序，按给定的检索窗口条件对光盘卡片库进行检索（如
PCPDFWin 程序）。现代 X 射线衍射系统都配备有自动检索系统，通过图形对比方式检索多
物相样品中的物相（如 MDI Jade，EVA 软件等）。
三、实验设备及材料
本实验所采用的仪器为日本理学公司 Rigaku D/max 2500 型 X 射线衍射仪，如图 3 所示。
决定 X 射线衍射谱中衍射方向院和衍射强度的一套 d 和 I 的数值是与一个确定的晶体结构相

《X射线衍射》PPT课件

峰于M、N点，直线MN的中点对应
的 2θ角位置为峰位。（适用于峰形
光滑，高度较大情况，此法精度高）
精选课件ppt
17
3°查索引，对照卡片
取三条强线，查数值索引如果试样为单一物相，则实验数据与标准数据均能基本对应（主要对应d值）如果试样为多种物相，则先选取最强峰（100）对应的d值组与标准数据对应，确定物相；剩余d值再做归一化处理，依次确定物相。
➢ 1938年，哈那瓦特（Hanawalt)等人－－开始收集和摄取各种已知晶体物相的衍射花样，将其衍射数据进行整理和分类。 ➢ 1942年，美国材料试验协会－－最初出版约1300张衍射数据卡片－－ASTM卡片。 ➢ 1969年起， “粉末衍射标准联合委员会”（JCPDS）国际机构，－－统一分类和编号，编制标准粉末衍射卡片出版－－PDF卡片。
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衍射积分强度公式可简化为： Ia K 1 Ca
Ia为某相的衍射强度，K1为未知常数，Ca为某相的体积分数，μ为混合物相的线吸收系数。
若混合物中只有两相α和β，其密度分别为ρα、ρβ，线吸收系数分别为μα、μβ，质量百分比为xα、xβ。
则某物相α的衍射强度为
Ia
K1x
[x(
2区 I/I1 ：上述各衍射线的相对强度，其中最强线的强度为100；
1a 1b 1c 1d
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6
3区实验条件：
辐射光源及波长
滤波片（Filler）相机直径（Dia.）所用仪器可测最大面间距（Cut off）相对强度的测量方法（I/I1）参考资料（Ref.）
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度递减顺序排列）；后面依次排列着化学式，卡片编号，（参比强度）。

X射线衍射分析(XRD)PPT课件

1845——1923) 面有广泛应用，因此而获得1901年诺贝尔物
理奖。 2021
4
X射线衍射技术的主要应用领域
1，晶体结构分析：人类研究物质微观
结构的第一种方法。
2，物相定性分析 3，物相定量分析
4，晶粒大小分析 5，非晶态结构分析，结晶度分析
6，宏观应力与微观应力分析 7，择优取向分析
2021
50
40 Mo
30 Cu
Ka 1
20
10 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
1/2 (109 Hz1/2)
1 CZ
K1: C=3*103 =2.9
2021
C1Z
K1: C1=5.2*107 =2.9
37
产生机理
• 特征X射线谱的产生机理与阳极物质的原子内部结构紧密相关的。
2021
30
当增加X射线管的电压，连续X射线谱有下列特征
1，各种波长的X射线的相对强度一致增高， 2，最高强度的射线的波长逐渐变短（曲线的峰向左移动）， 3，短波极限逐渐变小，即0向左移动， 4，波谱变宽。
Intensity
50 kV
2
40 kV
1
30 kV
20 kV
0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
•
相互关系为：
eV
hmax
hc
0
或者
0
hc eV
• 式中 e —电子电荷，等于 1.61019C（库仑）
• V—管电压
• h—普朗克常数，等于 6.6251034js
2021
27
相关习题
• 试计算用50千伏操作时，X射线管中的电子在撞击靶时的速度和动能，所发射的X射线短波限为多少？

X射线衍射物相定性分析 ppt课件

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Materials Science and Engineering
过程 Processing
Goal/means
结构 Structure
性能 Properties
效能 Perfor结构形成过程 “材料工艺”
中心环节 <材料学基础>
构件、器件的制备 “材料选择”
Structure
chemistry are needed to understand why Materials behave in
certain ways.
5
MSE and Materials Characterization 材料科学与工程和材料表征
➢ 研究材料组成、结构、性能与使用效能之间关系，最终实现按要求设计材料的目的。为获得所需性能指标的材料，必须考虑适宜的材料合成、制备、加工等研究技术。
宏观：Macroscopic (>0.1mm) Structure elements on the scale visible with human eye.
微观：Microscopic (0.1micron-0.1mm) Grain or other mesoscopic objects consisting of a group of atoms and observable with a light microscope
信号输入
光子、电子、离子
束、中子、热、磁、电、光等
了解掌握和灵活运用各种表征手段。
材料
信号输出
光子、电子、离子
束、中子、热、磁、电、光等
几种分析方法的局限与对比
➢元素化学分析 elemental analysis

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如Al2O3、SiO2、TiO2等晶体均有多种晶型，这些不同的晶型属于不同物相，具有不同的
衍射特征，只有用Ｘ射线衍射物相分析方法，
才能确定各种不同的晶ห้องสมุดไป่ตู้。
2．物相定性分析方法
Ｘ射线定性分析是将样品的衍射数据与已知物相的衍射数据或图谱进行对比，一旦二者相符，则表明待测物相与已知物相是同一物相。常用的比较方法如下：
时出现，互不干扰地叠加在一起。因此，可
根据各自的衍射数据来鉴定各种不同的物相，这就是Ｘ射线物相分析原理。
物相分析并不是直接、单一的元素分析。
一般元素分析侧重于组成元素的种类及其含量，并不涉及元素间的化合状态及聚集状态。对元素分析可利用化学分析、光谱分析、Ｘ射线荧光光谱分析等方法。
物相分析可获悉物质所含的元素，但侧重
B──体心立方； F──面心立方；
T──简单四方； U──体心四方；
R──单简菱形； H──简单六方；
O──简单斜方； P──体心斜方；
Q──底心斜方； S──面心斜方；
M──简单单斜； N──底心单斜；
Z──简单三斜。
⑤ 试验条件 a. Rad.为辐射种类； b. λ为辐射波长，Filter为滤波片名称； c. Dia.为圆柱相机直径； d. Cutoff为该设备所能测到的最大面间距； e. Coil.不光阑狭缝的宽度或圆孔的尺寸； f. I/I1为测量线条相对强度的方法； g. dcorr, abs? 为所测d值是否经过吸收校正。
在进行物相鉴定时，考虑到实验误差及试
样与标准试样的差异，允许实测的衍射数据与索引或卡片数据有一定的误差。要求d值含量符合（误差约为±1%）；相对强度误差可较大，但至少变化趋势或强弱次序尽量相符。
实测数据与索引或卡片标准数据对比时，应
注意保持整体观念，因为并不是一条衍射线代表一个物相，而是一套特定的“d- I/I1”数据才代表某一物相。因此，一般情况下，若有一条强线完全对不上，则可以否定该物相的存在。
(1) 图谱直接对比法直接比较待测样品和已知物相的图谱。该法可直观简便地对物相进行鉴定，但相互比较的图谱应在相同的实验条件下获取。该法比较适合于常见相及可推测相的分析。
(2) 数据对比法将实测数据（2θ、d值、I/I1 值）与标准衍射数据比较就可对物相进行鉴定。
(3) 计算机自动检索法建立标准物相衍射数据的数据库。将样品的实测数据输入计算机，由计算机按相应的程序进行检索。
非晶体不具有周期性的结构，所以Ｘ射线通
过非晶体时，只能给出一两个相应于衍射最大值的弥散射区，不产生衍射效应，很难甚至根本无法对物相作出判断。
Ｘ射线物相分析是鉴别同质多相的唯一可
靠的方法。由于不同的晶体总是具有不同的内部结构，因而其Ｘ射线衍射效应也彼此有所区别。Ｘ射线衍射物相分析就是依据Ｘ射线对不同晶体产生不同的衍射效应来鉴定物相。
于元素间的化合状态和聚集状态结构的分析。相同元素组成的化合物，其元素聚集状态结构不同，则属于不同的物相。
Ｘ射线物相分析适用于结晶态物质。由于晶体结构质点排列的重复周期与X射线波长属于同一个数量级，所以晶体可以作为Ｘ射线衍射的三维光栅，晶体中周期性排列的原子成为入射Ｘ射线产生相干散射的光源，从而产生衍射效应。
一．原理与方法
什么是物相? 物相是从结构角度对某一物质种类的描述.
化学组成相同但结构类型不同的物质视为不同的物相,如方解石和文石.化学组成不同但结构类似的物质也属不同的物相,因为二者在结构参数方面存在差别.
物相分析分为定性分析和定量分析。定性分
析目的是确定待测物质成分及结构类型；定量分析不仅确定物质成分及结构类型，而且确定各物相质量分数。因此定性分析是定量分析的基础和前提。
1．物相定性分析原理
任何结晶物质都有其特定的化学组成和结构参数。当Ｘ射线通过晶体时，产生特定的衍射图形，对应一系列特定的面间距d 和相对强度I/I1值。其中d与晶胞形状和大小有关， I/I1 与质点的种类和位置有关。
任何一种结晶物质的衍射数据面间距d和相对强度I/I1值是其晶体结构的必然反映。不同物质混在一起时，它们各自的衍射数据将同
在ASTM、美国结晶学会、英国物理学会共同支持下成立了用于粉未衍射法进行化学分析的联合委员会。1969年联合委员会改名为国际粉未衍射标准联合委员会(The Joint
Committee on Powder Diffraction Standard, 简称 JCPDS)。
1978年国际粉未衍射标准联合委员会更名为国际衍射数据中心 (International Center for Diffraction Data，简称ICDD)。由JCPDS出版的卡称为JCPDS卡，由ICDD出版的标准衍射数据卡称为ICDD卡。不管是JCPDS卡还是ICDD卡都统称为PDF卡。
PDF标准卡以衍射数据代替谱图，应用时只需将所测得的谱图或数据作简单的转换，就可以与标准卡进行对比，而且在摄制待测图样时不必局限于用与制作卡片同样的波长。
PDF标准卡分为有机物和无机物两大类，每张卡片记录一个物相，如图所示。
① 卡片序号 PDF卡片序号形式为X-XXXX。符号“-”之前的数字表示卡片的组号，之后的数字表示卡片在组内的序号。
② 三强线 Hanawalt将d值序列中强度最高的三根线条（称为三强线）的面间距和相对强度提到卡片的首位。三强线能准确反映物质特征，受试验条件的影响较小，是最常用的参数。
③ 这个数字是可能测到的最大面间距。
④ 物相的化学式及英文名称在化学式之后有数字及大写字母，其中数字表示单胞中的原子数，英文字母表示布拉维点阵类型。各个字母所代表的点阵类型是：
二．标准衍射数据
物相定性分析中所用的标准衍射数据资料有粉末衍射卡以及为方便检索而编制的各种索引。
1．粉末衍射卡
粉未衍射卡(Power Diffraction File, 简称 PDF卡)是1941年美国道氏化学(Dow Chemical)公司从1938年起由哈那瓦尔物(J. D. Hanawalt)等人首创的标准衍射数据，在美国材料试验协会(ASTM)的赞助下，以3 inch×5 inch (76.2 mm×127 mm)的卡片形式发行，故也称ASTM卡。

X射线衍射技术之四物相分析.ppt

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