材料现代分析技术-物相分析.pdf

物相分析 物相分析 物质分析包括： 成分分析（化学，光谱，能谱）测定化学元素的 组成，如Fe，Cr，C…… 物相分析（X射线衍射分析）测定元素（当样品 为纯物质时） 测定物相（当样品为化合物或固溶体时） 材料的成份和组织结构是决定其性能的基本因素， 化学分析能给出材料的成份，金相分析能揭示材料 的显微形貌，而X射线衍射分析可得出材料中物相 的结构及元素的存在状态。因此，三种方法不可互 相取代。物相分析包括定性分析和定量分析两部分。 物相定性分析 定性分析的任务是鉴别出待测样品是由哪些“物相” 所组成。X射线之所以能用于物相分析是因为由各 衍射峰的角度位置所确定的晶面间距d以及它们的 相对强度是物质的固有特性。每种物质都有特定的 晶格类型和晶胞尺寸，而这些又都与衍射角和衍射 强度有着对应关系，所以可以象根据指纹来鉴别人 一样用衍射图像来鉴别晶体物质，即将未知物相的 衍射花样与已知物相的衍射花样相比较。 物相定性分析 制备各种标准单相物质的衍射花样并使之规 范化，将待分析物质(样品)的衍射花样与之 对照，从而确定物质的组成相 定性分析 • 既然多晶体的衍射花样是被鉴定物质的标志，那么就有 必要大量搜集各种已知物质的多晶体衍射花样。 • 哈那瓦特(Hanawalt)于1938年最早提出标准衍射卡片的 设想，即在一张卡片上列出标准物质的一系列晶面间距 及其对应的衍射强度，用以代替实际的X射线衍射图样。 1942 年由美国材料试验协会 (American Society for Testing Materials)整理并出版了约1300张标准衍射卡 片，这就当时的ASTM卡片，并且这类卡片数量逐年增加。 自1969 年起，国际粉末衍射标准联合委员会 ( 简称 JCPDS)负责标准衍射卡片的收集、校订和编辑工作，此 后的卡片组就称为粉末衍射卡组(Powder Diffraction File)简称PDF卡片。目前，这类分析卡片由JCPDS 与 ICDD(国际衍射资料中心)联合出版。截止到1995年，已 有45组PDF分析卡片被JCPDS收集汇编，共计60000张。 粉末衍射卡片 所谓的PDF卡片、JCPDS卡片及ASTM卡片，是 相同卡片的不同名称。标准衍射卡片的格式都是 相同的。每张粉末衍射卡片分为十个部分。 索引 PDF卡片的数量是巨大的，要想利用这些卡片顺利 地进行物相分析，必须借助于索引，只有通过索引 后才能从数以万计的卡片中迅速取出所需卡片。常 用索引主要包括无机物和有机物两类，每类又可分 为数字索引和字顺索引两种主要方式。 1. 数字索引 当被含物质的化学成分完全未知时需要数字索 引，这类索引以衍射线d值作为检索依据，按其排 列方式的不同，又分为哈那瓦特(Hanawalt)索引和 芬克(Fink)索引。 Hanawalt索引 Hanawalt索引将已经测定的所有物质的三条最强线 的面间距d1值从大到小按顺序分组排列。整个手册 将面间距d值，从大于10.00到1.0A分成45组 （1982年版本）。每组的d值连同它的误差标写在 每页的顶部。每个条目由第一处面间距d1值决定它 应属于哪一组。每组内按d2值递减顺序编排条目， 对d2值相同的条目，则按d1值递减顺序编排。不同 的d值对应误差：考虑到影响强度的因素比较复 杂，为了减少因强度测量的差异而带来的查找困 难，索引中将每种物质列出三次。分别以d d d 、 1 2 3 d d d 、d