3.5 X射线物相定性分析
2020为卡片编号 若某一物相需两张卡片才能列出所有数据,
则在两张卡片的序号后加字母A标记。
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材料研究方法
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3. PDF 卡片索引及检索方法
PDF 卡片的索引: Alphabetical Index Hanawalt Index Fink Index
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3 粉末衍射卡片索引及检索方法
5 物相定性分析所应注意问题 (3)由于试样为多物相化合物,为尽可能地避 免衍射线的重叠,应提高粉末照相或衍射仪的分 辨率。 (4)对于数据 d 值,由于检索主要利用该数据, 因此处理时精度要求高,而且在检索时,只允许 小数点后第二位才能出现偏差。
P),分解温度(D-T),转变点(T-P),按处 理条件以及获得衍射数据时的温度等。
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(7)第7区间是该物相的化学式及英文名称 有时在化学式后附有阿拉伯数字及英文大写字母,
其阿拉伯数表示该物相晶胞中原子数,而大写英文字 母则代表16种布拉维点阵:
C—简单立方;B—体心立方;F—面心立方;T—简 单四方;U—体心四方;R—简单三方;H—简单六方; O—简单正交;P—体心正交;Q—底心正交;S—面 心正交;M—简单单斜;N—底心单斜;E—简单正斜。
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3 粉末衍射卡片索引及检索方法
Fink Index
当被测物质含有多种物相时(往往都为多种物 相),由于各物相的衍射线会产生重叠,强度数据不 可靠,而且,由于试样对X射线的吸收及晶粒的择优 取向,导致衍射线强度改变,从而采用字母索引和哈 那瓦尔特索引检索卡片会比较困难,为克服这些困难, 芬克索引以八根最强线的d值为分析依据,将强度作 为次要依据进行排列。
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3 粉末衍射卡片索引及检索方法
(7)在物相定性分析过程中,尽可能地与其它的
相分析结合起来,互相配合,互相印证。 从目前所应用的粉末衍射仪看,绝大部分仪器
,n,, e 晶体折射率;
sign.
晶体光性正负;
2V.
晶体光轴夹角;
D.
物相密度;
MP.
物相的熔点;
Color.
物相的颜色,有时还会给出
光泽及硬度;
Ref.
第5区间数据的出处。
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(6)第 6 区间为物相的其他资料和数据。 包括试样来源,化学分析数据,升华点(S-
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3)1969年,粉末衍射标准联合委员会(The Joint Committee on Powder Diffraction Standards, JCPDS),专门负责收集、校订各种物质的衍射数据, 并将这些数据统一分类和编号,编制成卡片出版。即 被称为PDF卡(The Powder Diffraction File)。
(衍射仪法-Diffractometer,测微光度计法-Microphotometer, 目测法-Visual); dcorr abs? 所测d值的吸收矫正(No未矫正,Yes矫正); Ref. 说明3,9区域中所列资源的出处。
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(4)第4 区间为被测物相晶体学数据:
(混合物物相分析)
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3.5 X射线物相定性分析
每一种结晶物质都有其特定的结构参数: (1)点阵类型 (2)晶胞大小 (3)晶胞形状 (4)晶胞中原子种类及位置等
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3.5 X射线物相定性分析
与结构有关的信息都会在衍射花样中得到体 现,首先表现在衍射线条数目、位置及其强度上, 如同指纹,反映每种物质的特征。
3.5 X射线物相定性分析
3.5 X射线物相定性分析 物相分析 —— 确定待测样品的结构状态,同时也确定了
物质的种类。 定量分析 —— 多相共存时,组成相含量是多少。
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3.5 X射线物相定性分析
粉末晶体X 射线物相定性分析是根据晶体对X射线
的衍射特征即衍射线的方向及强度来达到鉴定结晶物
目前,这些 PDF 卡已有好几万张之多,而且,为 便于查找,还出版了集中检索手册。
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2. PDF卡片 10
PDF卡片形式
d 1a 1b 1c 1d 7
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I/I1
Rad. Dia. I/I1
2a 2b
λ Cut off
2c 2d
Filter Coll.
d corr.abs.?
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4. 物相定性分析过程
常规物相定性分析的步骤如下: (1)实验
用粉末照相法或粉末衍射仪法获取被测试样物 相的衍射花样或图谱。
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常规物相定性分析的步骤: (2)通过对所获衍射图谱或花样的分析和计算,获
得各衍射线条的 2θ,d 及相对强度大小 I/I1。在这 几个数据中,要求对 2θ 和 d 值进行高精度的测量 计算,而 I/I1 相对精度要求不高。
sys.
物相所属晶系;
S·G.
物相所属空间群;
a0,b0,c0 物相晶体晶格常数, A= a0/b0 , B= c0/b0 轴率比; α,β,γ 物相晶体的 晶轴夹角;
Z.
晶胞中所含物质化学式的分子数;
Ref.
第四区域数据的出处。
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(5)第五区间是该物相晶体的光学及其他物理常数
质的。
原因:
1)每一种结晶物质都有各自独特的化学组成和晶体结 构,不会存在两种结晶物质的晶胞大小、质点种类和 质点在晶胞中的排列方式完全一致的物质;
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3.5 X射线物相定性分析
2)结晶物质有自己独特的衍射花样。
( d、θ和 I );
3)多种结晶状物质混合或共生,它们的衍射花样也 只是简单叠加,互不干扰,相互独立。
Ref.
3
Sys.
S.G.
a0 b0
c0
A
C
Αβ
γ
Z
Ref.
4
nωβ
2V D mp
eγ Sign Color
Ref.
5
d Å I/I1 hkl d Å I/I1 hkl
9
9
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(1)1a,1b,1c区域为从衍射图的透射区(2θ< 90º中选出的三条最强线的面间距。1d 为衍射图中 出现的最大面间距。
目前,一般的衍射仪均由计算机直接给出所测物 相衍射线条的 d 值。
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3 粉末衍射卡片索引及检索方法
(3)使用检索手册,查寻物相 PDF 卡片号 根据需要使用字母检索、Hanawalt 检索或 Fink 检
索手册,查寻物相 PDF 卡片号。一般采用 Hanawalt 检索,用最强线 d 值判定卡片所处的大组,用次强线 d 值判定卡片所在位置,最后用8条强线 d 值检验判 断结果。若8强线 d 值均已基本符合,则可根据手册 提供的物相卡片号在卡片库中取出此PDF卡片。
物相分析根据衍射线条位置( 一定,2 角就一定,它决定于晶面距 d 值)和强度确定
物相。
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3.5 X射线物相定性分析
对于聚合物材料来说,还应考虑整个X射 线衍射曲线,因为聚合物X射线衍射曲线的非 晶态衍射晕环(漫散峰)极大处位置、峰的形 状也是反映材料结构特征的信息,用这个峰位
(2)2a,2b,2c,2d区间中所列的是(1)区域 中四条衍射线的相对强度。最强线为100。
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材料研究方法
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(3)第三区间列出了所获实验数据时的实验条件。 Rad 所用X射线的种类(CuKα,FeKα…) λ0 X射线的波长(Å) Filter 为滤波片物质名。当用单色器时,注明“Mono” Dia 为照相机镜头直径,当相机为非圆筒形时,注明相机名称 Cut off. 为相机所测得的最大面间距; Coll. 为狭缝或光阑尺寸; I/I1 为测量衍射线相对强度的方法
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3 粉末衍射卡片索引及检索方法
Fink Index
Fink Index中,每一行对应一种物相,按d值 递减列出该物相的八条最强线d值、英文名称, PDF卡片号及微缩胶片号,假若某物相的衍射线 少于八根,则以0.00补足八个d值。
每种物相在Fink Index中至少出现四次。
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3 粉末衍射卡片索引及检索方法
Hanawalt Index 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,相对强度、化学式和 PDF 卡号。
整个索引将 d 值第1排列按大小划分为51组,每一 组的 d 值范围均列在索引中。在每一组中其 d 值排 列一般是,第1个 d 值按大小排列后,再按大小排列 第2个 d 值,最后按大小排列第3个 d 值。
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3.5 X射线物相定性分析
1. 物相标准衍射图谱(花样)的获取: 1)1938年,J. D. Hanawalt 等就开始收集并摄取各 种已知物质的衍射花样,将这些衍射数据进行科学 分析整理、分类。 2)1942年,美国材料试验协会(ASTM)整理出版 了最早的一套晶体物质衍射数据标准卡,共计 1300 张,称之为ASTM卡。