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XRD物相定量分析

,某相衍射强度计算公式
I j CK j
Wj'
n 1
2 j
W j (m ) j
j 1
I S CK S
WS
n 1
2 S
Wj (m ) j
j 1
I j K j
I s
KS
s
W
' j
j WS

K
j S
W
' j
WS
式中K
j s

K js Ks j
cos2 2 2 cos
e2M
1
2
对于有几个相的多相体系:
I j CK j
Vj
n
2 Wj (m )
j 1
j
式中:
C

1
32R
I0
e4 m2C 4
3
K
j
1 V02
Fh2kl P
1 cos2 sin2 cos
e2M
Vj
Wj
i
Vj为体系中j相的体积百分数,
6660 4829
0.69 9.16

0.10389
WC

0.10389 1 0.69

33.51%
3.2 绝热法
3.1.1 绝热法特点
● 绝热法定量分析时不与系统以外发生关系,即不掺入 标准物质,而是以系统内的某一个相作为标准物质
WS
得:W
' j

Ij IS
WS
K
j S
待测相j在待测物质中的实际重量百分数为:
Wj

W
' j
1 WS
3.1.2 K值法的特点
● K值与待测相和内标物质的含量无关,因此可以在待
测相中加入任意含量的内标物质
● 只需要制备一个混合样就可以测量出一个相的K值,
不需要制作定标曲线
● K值具有常数意义,只要待测相、内标物、实验条件
若二相是同素异构体,则:
IA

CK A
WA
2 A[WA WB ](m )

CK A
WA
2 A (m )
在这种情况下,IA与WA成线性关系
3、定量相分析方法
3.1 K值法
3.1.1 原理和方法
● 往待测试样中加入一定量标准的内 标物质(一般情况下用刚玉粉 )制成复合试样
●测定待测相的某一衍射线条强度与内 标物质某一衍射线强度之比
K
j s

Ij Is
Ws W’j
● KSJ的测定
预先制备一个待测相j和标准物质(不与试验 样品发生化学反应,化学性质稳定 )重量比为1: 1的两相混合试样
测量两相某衍射线强度比,则可计算得
到:
K
j S

Ij IS
WS
W
' j

Ij IS
Ij Is
Kj KS
W
' j
WS

K
j S
W
' j
1、研究目的
在定性物相分析的基础上测定多相 物质中各相的含量
Al MgZn2
XRD
TEM
100nm
2、定量相分析基本原理
● 理论基础
相的衍射强度(I)与该物质参与衍射的体 积(V)成正比,对于衍射仪法,单相体系物 相衍射线强度为:
I

1
32R
I0
e4 m2C 4
3
V02
VFH2KL
P
1 sin
j为体系中j相的密度,Wj为j相的重量 百分数
(μm)j为体系中j相的质量吸收系数
I j CK j
Wj
n
2 j
W
j
(m
)
' j
j 1
I j CK j
Wj
n
2 j
W
j
(m
)
' j
j 1
若多相体系只有二个相A和B
IA

CK A
WA
2 A[WA (m ) A WB (m )B ]
引言
材料:金属材料、无机非金属 近代物理分析方法: OM、 XRD、 SEM、TEM、AEM、力学物理性能检测 用近代物理分析手段来研究材料组织、 结构、性能及其关系
硕士学位课程·现代物理检测技术
1
Gleeble-1500热模拟系统
硕士学位课程·现代物理检测技术
2
MTS 疲劳试验机
硕士学位课程·现代物理检测技术
● 实验步骤
★ 测量每个物相的K值 用电子分析天平(精度1/1000克)称量M相 的纯样品1g, 再称量标准物质刚玉1g加入到M中,制成1个混合样(充 分研磨1小时,硬度时用力不能过度,否造成应力和粉 末颗粒太小)
★ 测量混合样品的衍射谱,测量M和标准物质刚玉的最强 峰强度分别为2210和895,两数相除得M相的K值为2.47
7
Quanta -200 环境扫描电镜
3nm, 6 X 10 Pa
硕士学位课程·现代物理检测技术
8
讲授内容
X射线衍射物相定量分析技术及其工程应用 X射线衍射线形分析技术及其工程应用 X射线衍射织构分析技术及应用 X射线衍射分析技术(Lab) 电子背散射技术(EBSD)及其应用 电子探针微区成分分析技术及应用 扫描电子显微分析-微区成分分析(Lab)
电子衍射物相定性分析技术及应用 TEM中的衍射衬度理论(艾延龄) 晶界、相界分析方法及工程应用(艾延龄) 材料疲劳与断裂研究分析及及工程应用 近代物理研究方法在腐蚀方面的应用
X射线衍射物相定量分析技术及其工程应用
1、研究目的 2、定量相分析基本原理 3、定量相分析方法
3.1 K值法分析方法及其应用实例 3.2 绝热法分析方法及其应用实例 3.3 直接对比法及其应用实例
3
MET金相显微镜(图象分析系统)
硕士学位课程·现代物理检测技术
4
D-MAX 2500 X-射线衍射仪
硕士学位课程·现代物理检测技术
5
Tecnai G2 20 S-TWIN分析电镜
硕士学位课程·现代物理检测技术
6
Sirion 200型冷场发射扫描电镜
2nm, 10-5 Pa
硕士学位课程·现代物理检测技术
Ij IS
WS
K
j S
WM,

922 0.69 4829 2.47
0.05334
WM

0.05334 17.21% 1 0.69
★ 计算Q相 的含量
W Q,

8604 4829
0.69 8.08

0.15215
WQ

0.15215 1 0.69

49.08%
★ 计算C相 的含量
WC,

★ 按上面的方法依次测量Q和C相的K值分别为8.08和9.16
★ 测量图谱并计算强度
取待测样品1g,加入3.22g刚玉粉,制成混合样 (Ws=0.69), 测得混合样品中4个相的强度分别为:
IM=922,IQ=8604,IC=6660,Is=4829 ★ 计算M的含量
由公式:W
' j

将数据代入:
相同,无论相的含量如何变化都可以使用相同的K值
● 需要加入标准物质,是粉末状试样定量分析可选方法 ● 在现有的许多PDF卡片上记录了相的K值,可以用于实
验室无法获得待测相的纯样的情况
3.1.2 K值法应用实例
● 样品中含有3个相:莫来石(M),石 英 (Q),方解石(C)
● 要求 计算3个相的质量分数
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