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材料现代分析方法课件8

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材料的现代分析测试方法幻灯片PPT

材料的现代分析测试方法幻灯片PPT

三. 波谱仪与能谱仪比较
与波谱仪相比，能谱仪的缺点： 1. 能量分辨率低. 2. 峰背比差、检测极限高，定 量 分析精度差. 3. Be窗. 4. LN2冷却.
作用: 用来获得扫描电子束, 作为 使样品产生各种物理信号
的 激发源.
1. 电子枪 2. 聚光镜(电磁透镜) 3. 光阑 4. 样品室
用于SEM的电子枪有两种类型
热电子发射型: 普通热阴极三极电子枪 六硼化镧阴极电子枪
场发射电子枪: 冷场发射型电子枪 热场发射型电子枪
几种类型电子枪性能
二. 扫描系统
五. 电源系统
组成：稳压、稳流及相应的平安 保护电路等。
作用：提供扫描电子显微镜各部 分所需要的电源。
六. 真空系统
组成：机械泵、扩散泵、空压机、 电磁阀及相应的真空管路等。
作用：建立能确保电子光学系统正 常工作、防止样品污染所必 须的真空度。
第五节 SEM的主要性能
一. 分辨率
分辨率的主要决定因素: 1. 电子束斑直径 2. 入射电子束在样品中的扩展效应 3. 信噪比
Mn)
SEM图象放大倍数:
显象管荧光屏边
长
.
电子束在试样上(一样方向)扫描宽度
三. 景深
第六节 SEM的样品制备
SEM对样品的最重要的要求是 样品要导电.
一. 导电材料试样制备 二. 非金属材料试样制备 三. 生物医学材料试样制备
一. 导电材料试样制备
1. 试样尺寸尽可能小些，以减轻 仪器污染和保持良好真空。
漫散射
漫散射的深度与原子序数有关
二. 放大倍数
显微镜的放大倍数: 象与物大小之比 TEM和OM: M总=M１M２……Ｍｎ 式中： M１……Ｍｎ——各个透镜的放大倍数 n ——透镜数目

现代材料分析方法(8-SIMS)

现代材料分析方法(8-SIMS)

Al+的流强随时间变化的曲线
SIMS 离子溅射与二次离子质谱
Si的正二次离子质谱
SIMS 离子溅射与二次离子质谱
聚苯乙烯的二次离子质谱
SIMS 离子溅射与二次离子质谱
在超高真空条件下，在清 洁的纯Si表面通入20 L的氧 气后得到的正、负离子谱， 并忽略了同位素及多荷离 子等成份。除了有硅、氧 各自的谱峰外，还有SimOn (m,n = 1, 2, 3……)原子团离 子发射。应当指出，用氧 离子作为入射离子或真空 中有氧的成分均可观察到 MemOn (Me为金属)
SIMS 二次离子质谱仪
定性分析Biblioteka SIMS定性分析的目的是根据所获取的二次离子
质量谱图正确地进行元素鉴定。样品在受离子照射时，
一般除一价离子外，还产生多价离子，原子团离子，
一次离子与基体生成的分子离子。带氢的离子和烃离 子。这些离子有时与其它谱相互干涉而影响质谱的正 确鉴定。
SIMS 二次离子质谱仪
溅射产额与元素的升 华热倒数的对比
SIMS 离子溅射与二次离子质谱
溅射产额与晶格取向的关系
SIMS 离子溅射与二次离子质谱
在100~1000 eV下，用Hg+垂直入射Mo和Fe的溅射粒子的角分布
SIMS 离子溅射与二次离子质谱
= 60o时W靶的溅射粒子的角分布
SIMS 离子溅射与二次离子质谱
SIMS 离子溅射与二次离子质谱
是入射方向与
样品法向的夹角。
当 = 60o~ 70o时， 溅射产额最大， 但对不同的材料， 增大情况不同。
相对溅射产额与离子入射角度的关系
SIMS 离子溅射与二次离子质谱
溅射产额与入射离子原子序数的关系
SIMS 离子溅射与二次离子质谱

精品现代材料分析-红外吸收光谱介绍PPT课件

精品现代材料分析-红外吸收光谱介绍PPT课件
H
R1 C
H
H 3040~3010
C R2
R2 3040~3010
C H
1420~1410 1420~1410
895~885
990 910 840~800
965
730~675
1658~1698 1645~1640 1675~1665 1675~1665 1665~1650
（3）炔烃
末端炔烃的C-H伸缩振动一般在3300 cm-1处 出现强的尖吸收带。
对于伸缩振动来说，氢键越强，谱带越宽，吸收强度越 大，而且向低波数方向位移也越大。
对于弯曲振动来说，氢键则引起谱带变窄，同时向高波 数方向位移。
O H NH 游离
R
R
HN H O 氢键
C=O 伸缩 N-H 伸缩 N-H 变形
1690
3500
1620-1590
1650
3400
1650-1620
HO O
苯环取代类型在2000~1667cm-1和 900~650cm-1的图形
邻、间及对位二甲苯的红外光谱
（5）醇和酚
在稀溶液中，O-H键的特征吸收带位于3650～3600 cm-1；在纯液体或固体中，由于分子间氢键的关系， 使这个吸收带变宽，并向低波数方向移动，在 3500～3200 cm-1处出现吸收带。
~17ห้องสมุดไป่ตู้0
~1760（游离态）
（5）芳环、C=C、C=N伸缩振动区 1675~1500cm-1
① RC=CR′ 1620 1680 cm-1 强度弱， R=R′（对称）时，无红外活性。
② 芳环骨架振动在1600～1450 cm-1有二到四 个中等强度的峰，是判断芳环存在的重要标 志之一。

《现代分析测试技术》PPT课件

《现代分析测试技术》PPT课件

现代分析测试技术概述
现代分析测试技术概述
２００２年诺贝尔化学奖表彰一是约翰·芬恩与田中耕一“发明了对生物大分 子进行确认和结构分析的方法”和“发明了对生物大分子的质谱分析法”，二 是库尔特·维特里希“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结 构的方法”。
现代分析测试技术概述
分析测试技术的发展史
现代分析测试技术概述
显微技术
透射电镜技术（TEM）
利用电子在磁场中的运动与光线在介质中的传播相似的原理 研制的显微技术。
扫描显微技术
扫描电子显微镜（SEM）
扫描探针显微镜
➢ 扫描隧道显微镜（STM）
➢ 原子力显微镜（AFM） ➢ 弹道电子显微镜（BEEM）
➢ 激光力显微镜（LFM） ➢ 光子扫描隧道显微镜（PSTM）
h0 + h
E0基态， E1振动激发态； E0 + h0 ， E1 + h0 激发虚态；
获得能量后，跃迁到激发虚态.
（1928年印度物理学家Raman C V 发现；1960年快速发展）

现代分析测试技术概述
红外光谱：基团； 拉曼光谱：分子骨架测定；
现代分析测试技术概述
内转换
振动弛豫 内转换
S
现代分析测试技术概述
ICP-AES的原理
现代分析测试技术概述
现代分析测试技术概述
分子中的能级跃迁： 电子能级间跃迁的
同时，总伴随有振动 和转动能级间的跃迁 。即电子光谱中总包 含有振动能级和转动 能级间跃迁产生的若 干谱线而呈现宽谱带
。
现代分析测试技术概述
紫外—可见吸收光谱（UV-vis）
紫外-可见分光光度计
普通蒸馏水的电导率 210-6 S· cm-1 离子交换水的电导率 510-7 S· cm-1 纯水的电导率 510-8 S· cm-1

SEM和EDS的现代分析测试方法

SEM和EDS的现代分析测试方法

X射线能谱仪的基本组成
精品课件
三. 波谱仪与能谱仪比较
与波谱仪相比，能谱仪的优点： 1. 分析速度快. 2. 分析灵敏度高. 3. 结构紧凑、稳定性好.
精品课件
三. 波谱仪与能谱仪比较
与波谱仪相比，能谱仪的缺点： 1. 能量分辨率低. 2. 峰背比差、检测极限高， 定量 分析精度差. 3. Be窗. 4. LN2冷却.精品课件
二. 非金属材料试样制备
1. 在试样表面上蒸涂或沉积一 层导电膜。碳、金、银、铬、 铂和金钯合金等均可做导电膜 材料。
2. 导电膜应均匀、连续，厚度 为200~300Å 。
精品课件
三. 生物医学材料试样制备
清洗、固定 脱水、干燥 导电处理等
精品课件
第七节 SEM的应用
一. 在金属材料方面的应用 二. 在高分子材料方面的应用 三. 在石油、地质、矿物方面的应
材料的现代分析测试方法
精品课件
材料的现代分析测试方法
第一章 扫描电子显微镜(SEM) 第一节 概述
精品课件
第二节 电子束与固体样品 相互作用
精品课件
一．背散射电子 二．二次电子 三．吸收电子 四．透射电子
五．特征Ｘ射线 六．俄歇电子 七．阴极荧光 八．电子束感生电效应
１．电子束感生电导信号 ２．电子束感生电压信号
作用：检测样品在入射电子束作
号，然
用下产生的物理信
为显象
后经视频放大，作
系统的调制信号。
精品课件
检测器类型
1. 电子检测器：由闪烁体、光导 管和光电倍增器组成。
2. 阴极荧光检测器：由光导管、 光电倍增器组成。
3. X射线检测系统：由谱仪和检 测器两部分组成。
精品课件

现代材料分析方法第八章_表面分析技术

现代材料分析方法第八章_表面分析技术
23
• 目前，测量几KeV以下光电子动能的主要手段是 利用静电场。
• 其中同心半球型能量分析器（(CHA）同时装有入 射电磁透镜和孔径选择板，可以进行超高能量分 解光电子测定，高分解能角度分解测定。
24
Monochromator 25
半球型光电子能量分析器
只有能量在选定的很窄范围内的电子可能循着一定的轨道 达到出口孔，改变电势，可以扫描光电子的能量范围。
41
化合态识别
➢ 在XPS的应用中，化合态的识别是最主要的用 途之一。识别化合态的主要方法就是测量X射 线光电子谱的峰位位移。
➢ 对于半导体、绝缘体，在测量化学位移前应首 先决定荷电效应对峰位位移的影响。
42
化合态识别-光电子峰
➢ 由于元素所处的化学环境不同，它们的内层电子 的轨道结合能也不同，即存在所谓的化学位移。
• 随着科技发展，XPS在不断完善。目前，已开 发出的小面积X射线光电子能谱，大大提高了 XPS的空间分辨能力。
5
1. 光电效应
二、XPS原理
在光的照射下，
LIII
电子从金属表面逸
LII
出的现象，称为光
LI
电效应。
h
K
Photoelektron (1s) 2p3/2 2p1/2 2s
1s
6
2、光电子的能量
• 根据Einstein的能量关系式有： h = EB + EK
其中 —— 光子的频率，h ——入射光子能量
EB ——内层电子的轨道结合能或电离能； EK ——被入射光子所激发出的光电子的动能。
7
实际的X射线光电子能谱仪中的能量关系为
h EB EK s A
其中ФS——谱仪的功函数，光电子逸出表面所

材料现代分析方法PPT课件


第一篇 总论
（材料现代分析方法基础与概述）
第一章 电磁辐射与材料结构
第一节电磁辐射与物质波
一 电磁辐射与波粒二象性
电磁辐射（光的波动性）：在空间传播的交变电 磁场（电磁波）。
特点：不依赖物质存在；横波；同一介质中波速 不变；真空光速极限(c3108m/s)。
主要物理量：振幅；频率(Hz)；波长；相位。
• M叫谱线多重性符号，表示n与L一定的 光谱项由M个能量稍有差别的分裂能级 (光谱支项)构成。
• 能级的分裂取决于J，每一个光谱支项对 应于J的一个取值，M为J 可能取值的个 数(LS时，M=2S+1；L<S时，M=2L+1)
塞曼分裂
• 当有外磁场存在时，光谱支项将进一步 分裂为能量差异更小的若干能级，这种 现象叫塞曼(Zeeman)分裂。
真空中的相互关系：
=c
(1-1)
光的粒子性： 斯托列托夫实验（1872年，莫斯科大学）
• 实验结果 ：
• (1) 光照使真空管出现自 由电子。
• (2) 入射光的频率必须大 于某一确定值才有电子 出现，该值与真空管阴 极材料有关。
• 波动理论无法解释此现 象。
光电效应表明电磁辐射具有粒子性。
• 爱因斯坦的光电理论（1905年，1916年由 密立根实验证实）：
取值：L+S，L+S-1，…，|L-S|。当L<S 时有2L+1个值，当LS时有2S+1个值。
• M量J的称大总小磁，量取子值数：，0表，征±P1J,沿±外2,…磁,场±方J（向J分 为整数）或：0，±1/2，±3/2,…，±J(J 为半整数)。
原子的能级可用符号nMLJ表示，称为光 谱项
• 对应于L=0，1，2，3，4，… 常用大 写字母S，P，D，F，G，…表示。

材料现代分析方法课件- 概论

● 分 辨 率：0.34nm ● 加速电压：75KV－200KV ● 放大倍数：25万倍 ● 能 谱 仪：EDAX－9100 ● 扫描附件：S7010
JEM-2010透射电镜
加速电压200KV LaB6灯丝 点分辨率 1.94Å
CM200-FEG场发射枪电镜
加速电压20KV、40KV、80KV、 160KV、200KV 可连续设置加速电压 热场发射枪 晶格分辨率 1.4Å 点分辨率 2.4Å 最小电子束直径1nm 能量分辨率约1ev 倾转角度α=±20度
a axis (inclination)
Operation range:15～120°
b axis (intraplanar rotation)
Operation range:360°
Z axis (front and back) Operation range:10mm
Z axis
薄膜测试-Thin film measurement 极图测试-Pole figure measurement 残余应力-Residual Stress measurement
镍基合金中第二相（GdNi5）粒子在基体中的分布
母相
透射电镜-位向分析
母相 新相
图像分析的分辨率
（3）表面分析方法及分辨尺度
本课程主要内容
材料X射线衍射分析技术 材料微观结构的电子显微学分析 谱分析技术
1) X射线衍射分析技术
X射线物理学基础 X射线衍射方向 X射线衍射强度 多晶体分析方法 物相分析及点阵参数精确测定 宏观残余应力的测定 多晶体织构的测定
材料分析方法
Analysis Method of Materials
公认的材料科学与工程四大要素

材料现代分析方法ppt课件

聚合物分子运动的测定——分子运动方式不同会导致聚 合物所处的力学状态发生改变——转变。每种聚合物都 有其特定的转变。研究聚合物的松弛与转变可以帮助人 们了解聚合物的结构，建立结构与性能之间的关系。
.
31
5.1聚合物结构的分析表征——
链结构——红外光谱、紫外光谱、荧光光谱、拉曼光谱、 电子能谱、核磁共振、顺磁共振、X射线衍射（广角）、 电子衍射、中子散射……；
島津EPMA-1600
.
25
EDS应用举例（能量色散型X射线谱，Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy ）
不良品
良品
齿轮疲劳失效，是由于 渗碳处理不均匀，根本 原因在于硅的偏聚。
浸炭不 良部
不良品
.
Ｃ
良品
Ｓｉ
26
XPS X射线光电子能谱
.
27
3.4 分子结构分析
光学显微镜
分辨率
1000 0 10
扫描探针显微镜 扫描电子显微镜
观察倍率 ×10000000 ×1000000 ×100000 ×10000 ×1000 ×100 ×10
1000
100
10
1
0.1 ｎｍ
1
0.1 0.01 0.001 0.0001 μｍ
.
13
OM
Ni-Cr合金的铸造组织
.
14
SEM
“材料性能”主要研究性能的评价方法、测试方法及影 响因素。
.
5
材料分析方法定义
广义：包括
技术路线
实验技术
数据分析
狭义：某一种测试方法，如：
X射线衍射方法
电子显微术
红外光谱分析
核磁共振分析等

材料现代分析方法课件例题

max max 例、计算化合物的λmax。

解：λ=214（异环二烯母体基值）+15（3个烷基取代）+5（环外双键）=234 nm （实测235 nm）例、计算化合物的λmax 。

解：λ=253（同环二烯母体基值）+15（3个烷基取代）+5（环外双键）=273 nm （实测275 nm ）2、例： C 9H 8O 2Ω = （2 +2⨯9 – 8 ）/ 2 = 63、有一化合物C 10H 16由红外光谱证明有双键和异丙基存在，其紫外光谱λ max = 231 nm （ε 9000），此化合物加氢只能吸收2摩尔H 2，确定其结构。

解：①计算不饱和度Ω = 3；两个双键；共轭？加2分子氢 ②λmax =231 nm ， ③可能的结构 ④计算λ maxABCDλ max ：232 273 268 268λ max =非稠环二烯（a,b ）+2 × 烷基取代+环外双键= 217+2×5+5 = 232（231）例、紫罗兰酮有两种异构体C C 解：λ5、α，β—不饱和醛、酮的λmax 计算α—紫罗兰酮和β—紫罗兰酮，其结构如下。

今有一紫罗兰酮，测得λmax 为296 nm ，判断其结构。

CHCOCH 3Hαβα-紫罗兰酮CHCOCH 3Hαβγδβ-紫罗兰酮λα= 215（六元环烯酮基本值）+ 12（β位烷基取代）= 227（nm ）β= 215（六元环烯酮基本值）+ 30（每个延伸的共轭双键）+ 3×18（δ位烷基取代）= 299（nm ）6、用发射光谱法测定氧化锌粉末中铝的含量时，得到以下数据（忽略任何稀释影响，并设b = 1）。

计算试样中铝的含量。

4、吸收波长计算100120试样+0.50%Al120 40 试样 I Zn328.23nm I Al309.27nm 测定物解：设钢样中铝含量为w ，应用内标法光谱定量分析的基本关系式，有：解：由已知条件计算w 、lgw 和ΔS 见下表。

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• 2 最小二乘法 • 参数真实值a0与实验测量值a的关系一般可表示为 线性函数关系： a=a0±bf(θ) 。 • 以最小二乘法确定a0和b所得a-f(θ) 直线(回归方 程)满足“各测量值误差平方和最小”原则。 • a0=[Σaif(θi)Σf (θi)-ΣaiΣf2(θi)]/{[Σf(θi)]2-n Σf2(θi)} (7-31) • b=[ΣaiΣf(θi)-nΣai f (θi)]/ )]/{[Σf(θi)]2-n Σf2(θi)} (7-32)
• 衍射峰位总偏差： • ΔυR,s,c,A=(Δs’/s’-ΔR/R)υ + Δxsinυcosυ/R (7-21) • υ=90˚-θ ，Δυ=-Δθ，代入式(7-15)并整理 后得： • Δ d/d=sinυ[(Δs’/s’-ΔR/R)υ+ Δxsinυcosυ/R]/cosυ (7-22) • 选取θ 尽量接近90˚的衍射线，则υ很小， sinυcosυ≈υ，式(7-22)改写为： • Δ d/d=(Δs’/s’-ΔR/R+Δ/R) sin2υ
• •
• •
第三节 宏观应力测定 一. X射线测定各类应力概述: 外力作用、温度变化、加工处理过程等外 部因素都会使材料内部受力变形而产生应 力。当外部因素去除后，先前产生的应力 还会残留一部分，称为残余应力。 残余应力分为三类： 1 宏观应力：在材料中较大范围内存在并 保持平衡的应力。它使该范围内方位相同 的各晶粒中同名(HKL)晶面间距变化相同， 导致X衍射线方位偏移(Δd→Δθ)。
• • • • • • •
令B= (λ3e4/32πR3m2c4)I0/2； Cj=[|FHKL|2PHKLυ(θ)e-2M]j/V02。则： Ij=BCjVj/μ=BCjfj/μ (7-3) 此式即为物相定量分析的基本依据。 设多相样品中任意两相为j1和j2，有： Ij1/Ij2=Cj1Vj1/Cj2Vj2=Cj1fj1/Cj2fj2 (7-4) 式中的Ij1,Ij2由测量可得，Cj1,Cj2可通过计 算得到。
• 3 K值法：令Caρs/Csρa=Ksa，则： • Ia/Is=Caρswa’/Csρaws=Ksa wa’/ws (7-9) • 此式为K值法的基本方程， Ksa称为a相对 s相的K值。选定a相与s相的衍射条纹后， 则Ksa为常数。 • Ksa 值的实验确定：制备wa’/ws=1的两相 混合样品，测出的Ia/Is即为Ksa 值。 • K值法又称基体冲洗法，不需制作内标曲 线。应用时要求待测相与内标物种类及衍 射线条选取等都应与测K值时相同。
• 四 校正误差的数据处理方法 • 1 图解外推法：若点阵常数真值为a0，则实 测值为a=a0±Δa=a0±a0Kcos2θ • =a0±bcos2θ （7-27） a • 对方程a-cos2θ 作直线 a • 图并外推到cos2 θ =0， • 便可得到a0。
0
cosθ
• • • •
一般地，测量值a为测量值θ的函数: a=a0±bf(θ) (7-28) 其中f(θ) 称为外推函数。 f(θ)因实验条件和研究思路不同而可以有差异，比 如：f(θ)=(90˚-θ)cotθ • f(θ)=cos2θ (sin-1θ+θ -1) (J.B.Nelson) • 用f(θ)=cos2θ 时，需采用θ ≥60˚衍射线， ≥80˚ 的最少要有一条，越多越精确。 • 用f(θ)=cos2θ (sin-1θ+θ -1)更适合校正样品吸收 误差并可以利用较低角度(>30˚)衍射线。
8 6 4 2
I石英/I萤石
W石英/%
0
20
பைடு நூலகம்
40
60
80
100
萤石作内标物测定石英含量的定标曲线
• 在应用内标曲线测定未知样品中的a相含 量时，加入样品中的内标物种类及其含量、 a相与s相衍射线条的选取等条件都要与所 用内标曲线的制作条件相同。 • 内标曲线法需要制作定标曲线，比较麻烦， 通用性也不强。适用于物相种类固定和批 量较大的样品分析。
• 2 微观应力：材料中一个或几个晶粒内存 在并保持平衡的应力。它破坏小晶体散射 波在衍射方向一致加强的条件，使其衍射 线漫散宽化。 • 3 超微观应力：在材料中几个原子间存在 并保持平衡的应力。它破坏原子散射波在 衍射方向一致加强的条件，导致衍射线强 度减弱。超微观应力一般出现在位错、晶 界和相界附近。
• 当a相与s相衍射线条选定且ws给定，则C” 为常数， Ia/Is与wa呈线性关系，若预先制 作Ia/Is-wa曲线，按待测样品所测得的Ia/Is 就可以直接读出待测相含量wa。 • 定标曲线的制作：制备三个以上待测相含 量wa不同且已知的样品，每个样品中加 入含量ws恒定的内标物，制成复合样品， 测量其Ia/Is值，绘制成Ia/Is-wa曲线。
• 需要强调的是：PDF卡片索引中给出的参 比强度值是物相与刚玉的最强线的强度比， 因此在应用参比强度时，待测相a与内标 物q的强度均要选自最强线。 • 5 直接对比法：不向样品中加入任何物质 而是直接利用样品中各相的强度比值进行 物相定量分析的方法称为直接对比法。 • 设物相含有n个相，其任一相为 ji(i=1,2, …)按式(7-4)有：
• 以此为基础，若已知样品为两相混合物， 则fj1+fj2=1，此式与式(7-4)联解可分别求 得fj1和fj2。此方法即物相分析的直接对比 法。 • 若样品中有一相为已知含量的物相(s,称 内标物)，由待分析相(a)与s相的强度比 Ia/Is亦可求得a相的含量，此即为物相分析 的内标法。 • 内标法又分为内标曲线法、K值法和任意 内标法等。
• • • • • • • •
对于复合样品，有： Ia/Is=Cafa’/Csfs’=Ca(wa’/ρa)/Cs(ws/ρs)。故： Ia/Is=Caρswa’/Csρaws (7-6) 式中ρa和ρs为待测相和内标相的密度。 将式(7-5)代入式(7-6)，有： Ia/Is=[Caρs(1-ws)/Csρaws]wa (7-7) 令C”= Caρs(1-ws)/Csρaws，则: Ia/Is=C”wa (7-8)
DB Δ xsin2υ O C’ Δx
CA
DB Δy
AC
• • • • • • •
3 样品吸收误差 样品有一定体积，因吸收 造成的强度衰减随入射深 度而变。较强的背向衍 射线主要来自样品表面， 而样品表面通常不在样品 台轴心处。因样品吸收而造成的衍射线强 峰偏移ΔυA是点阵常数测量误差的一大来 源。效果等同于水平位移。
• 2 内标曲线法：设多相样品中的待测相为 a，参与衍射的质量和质量分数分别为Wa 和wa，又设参与衍射的物质总量W为单位 质量(W=1)，则Wa=W· a=wa。 w • 在样品中加入质量Ws的内标物s，则内标 物的含量: ws=Ws/(W+Ws)，由此解得： • Ws=wsW/(1-ws)。 • 待测相的质量分数变为： • wa’=Wa/(W+Ws)=wa(1-ws) (7-5)
• 在同一张底片上，上式括号内的各项均为 定值，用常数K表示，则有： • Δ d/d=Ksin2υ=Kcos2θ (7-24) • 对于立方晶系： • Δa/a=Δd/d=Ksin2υ=Kcos2θ (7-25)
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三 德拜法精确测定点阵常数的实验技术 1 用精密相机减小半径误差和偏心误差。 2 用偏装法消除半径误差和底片伸缩误差。 3 准确放置样品减小偏心误差。 4 缩小样品尺寸或稀释样品减小吸收误差。 5 提高峰位检测精度。 6 稳定环境温度。
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Ij1/Ij2=Cj1fj1/Cj2fj2 Ij2/Ij3=Cj2fj2/Cj3fj3 … Ij(n-1)/Ijn=Cj(n-1)fj(n-1)/Cjnfjn (7-12) 以上有n-1个方程组，其中的Iji由测量获得； Cji由计算得到。未知数fji共有n个，为求 出各fji值，需补充一个条件。设样品总体 积分数为1，则：Σni=1fji=1 (7-13)
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多相混合物的线吸收系数μ可表示为： μ=ρμm=ρΣj(μm)j· j w (7-1) 式中(μm)j为j相质量吸收系数; wj为j相质量分数。 衍射仪法的吸收因子为1/2μ，混合物中j相 物质的(HKL)衍射线强度Ij为： Ij=I0(λ3e4/32πR3m2c4) · [|FHKL|2PHKLυ(θ)e-2M]· j/2μ V 式中Vj为j相参与衍射体积，设样品参与衍 射体积为单位体积，则：Vj=V·j=fj。 f
• 在立方晶系中，Δd/d=Δa/a。 • 因此： Δa/a=-cotθ· Δθ (7-16) • 即：点阵常数相对误差取决于cotθ 与测量 误差Δ θ 。且θ 越大相对误差越小。 • 点阵常数测量应选用高角度衍射线。 • 测量误差包括偶然误差和系统误差。 • 偶然误差可以通过多次重复测量减小。 • 系统误差取决于实验方法和条件，可以采 取措施减小或修正。
• 二 物相定量分析 • 1 基本原理：定量分析的任务是确定物质 (样品)样品中各组成相的相对含量。设样 品中任一相为j，某(HKL)衍射线的强度为 Ij，体积分数为fj，样品的线吸收系数为μ; 定量分析的基本依据是：Ij随fj的增加而增 高，其数值依赖于Ij与fj及μ之间的关系。 • 由于需要准确的衍射线强度，因而定量分 析一般都采用衍射仪法。
• 直接对比法虽然具有不需要向样品中掺入 标准物的优点，但在分析时需计算所有的 Cji值并测出所有相的指定线条的衍射强度， 这对于复杂样品来说太麻烦了。 • 直接对比法最适合对化学成分相近的两相 混合物的分析。 • 此外还有外标法、无标样分析法等，各种 方法各有优缺点和应用范围。扩大应用范 围和提高测量精度与灵敏度是今后的努力 方向。
• 由此可知：Kqa=Ksa/Ksq (7-11) • 此式为任意内标法的基本依据，其意义在 于：在样品中可用不同于s相的任意物相q 为内标物，并根据Ksa与Ksq获得Kqa值而 不必再通过实验测定Kqa值。 • PDF卡片索引中载有部分常见物相对刚玉 (α-Al2O3)的K值，称为该物相的参比强度。 只要a相和q相的参比强度能查出，就可简 单的实现物相定量分析。