物相分析方法學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1物相分析方法物相分析方法第一頁，共123頁。第2頁/共123頁第二頁，共123頁。出版。較近期的書刊也將卡片稱之為JCPDS衍射數(shù)據(jù)卡片。第3頁/共123頁第三頁，共123頁。第4頁/共123頁第四頁，共123頁。第5頁/共123頁第五頁，共123頁。(1)1a,1b,1c三數(shù)據(jù)為三條最強(qiáng)衍射(ynsh)線對應(yīng)的面間距,1d為最大面間距；(2)2a,2b,2c,2 d 為 上 述(shngsh)各衍射線的相對強(qiáng)度，其中最強(qiáng)線的強(qiáng)度為100；第6頁/共123頁第六頁，共123頁。(3)(3)輻射光源輻射光源波長波長濾波片濾波片相機(jī)直徑相機(jī)直徑所用儀器可測所用儀器可測最大面間距最大面間距測

2、 量 相 對測 量 相 對(xingdu)(xingdu)強(qiáng)強(qiáng)度的方法度的方法數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)來源第7頁/共123頁第七頁，共123頁。(4)(4)晶系晶系空間群空間群晶胞邊長晶胞邊長軸率軸率A = a 0 / b 0 A = a 0 / b 0 C=c0/b0C=c0/b0軸角軸角單位晶胞內(nèi)單位晶胞內(nèi)“分子分子”數(shù)數(shù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(shj)(shj)來源來源第8頁/共123頁第八頁，共123頁。(5)(5)光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)折射率折射率光學(xué)正負(fù)性光學(xué)正負(fù)性光軸角光軸角密度密度熔點熔點顏色顏色數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(shj)(shj)來來源源第9頁/共123頁第九頁，共123頁。(6)(6)樣品來源樣品來源、制備方法、

3、制備方法(fngf)(fngf)、升華溫度、升華溫度、分解溫度等分解溫度等第10頁/共123頁第十頁，共123頁。(7)(7)物相名稱物相名稱(8)(8)物相的化物相的化學(xué) 式 與 數(shù) 據(jù)學(xué) 式 與 數(shù) 據(jù)可靠性可靠性可靠性高可靠性高- -良好良好-i-i一般一般- -空白空白較差較差-O-O計 算計 算 ( j ( j sun)sun)得到得到-C-C第11頁/共123頁第十一頁，共123頁。(9)(9)全 部 衍 射全 部 衍 射(ynsh)(ynsh)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)第12頁/共123頁第十二頁，共123頁。第13頁/共123頁第十三頁，共123頁。第14頁/共123頁第十四頁，共123頁。第1

4、5頁/共123頁第十五頁，共123頁。每行前端的符號為卡片的可靠性符號。晶面間距數(shù)值(shz)的下腳標(biāo)為該線條的相對強(qiáng)度，x為100，2為20、7為70等。 第16頁/共123頁第十六頁，共123頁。第17頁/共123頁第十七頁，共123頁。第18頁/共123頁第十八頁，共123頁。若要檢索已知的物相或可能物相的衍射數(shù)據(jù)時，只需知道它們的英文名稱便可以(ky)檢索戴維字母索引，這是該索引的獨特之處。第19頁/共123頁第十九頁，共123頁。第20頁/共123頁第二十頁，共123頁。第21頁/共123頁第二十一頁，共123頁。dl、d2、d3值復(fù)合較好的一些卡片。第22頁/共123頁第二十二頁，

5、共123頁。第23頁/共123頁第二十三頁，共123頁。引晶面間距分組可知，dl值位于(wiy)2.142.10和2.092.05兩個小組內(nèi)。第24頁/共123頁第二十四頁，共123頁。第25頁/共123頁第二十五頁，共123頁。第26頁/共123頁第二十六頁，共123頁。第27頁/共123頁第二十七頁，共123頁。第28頁/共123頁第二十八頁，共123頁。第29頁/共123頁第二十九頁，共123頁。第30頁/共123頁第三十頁，共123頁。第31頁/共123頁第三十一頁，共123頁。第32頁/共123頁第三十二頁，共123頁?；蛟撓喔骶娣瓷淠芰苋鯐r，可能難于顯示該相的衍射線條，因而不能

6、斷言某相絕對不存在。第33頁/共123頁第三十三頁，共123頁。第34頁/共123頁第三十四頁，共123頁。第35頁/共123頁第三十五頁，共123頁。第36頁/共123頁第三十六頁，共123頁。第37頁/共123頁第三十七頁，共123頁。，待測相的衍射強(qiáng)度(qingd)才與該相的相對含量成直線關(guān)系。uu第38頁/共123頁第三十八頁，共123頁。第39頁/共123頁第三十九頁，共123頁。第40頁/共123頁第四十頁，共123頁。將(56)式除以(57)式，消去未知常數(shù)(chngsh)Kl，便得到單線條法定量分析的基本關(guān)系式第41頁/共123頁第四十一頁，共123頁。第42頁/共123頁第四

7、十二頁，共123頁。圖52清楚地表明，按(58)式計算的理論曲線與實驗點符合得很好；強(qiáng)度比I(I)0 。隨著相質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化，一般地說不是線性的。只有當(dāng)兩相的質(zhì)量吸收系數(shù)相等時(石英(shyng)和白硅石是同素異型體，它們的質(zhì)量吸收系數(shù)相同)，才能得到直線關(guān)系。第43頁/共123頁第四十三頁，共123頁。第44頁/共123頁第四十四頁，共123頁。第45頁/共123頁第四十五頁，共123頁。(59)和(510)式中的系指復(fù)合(fh)試樣的吸收系數(shù)。將(59)式除以(510)式，得 第46頁/共123頁第四十六頁，共123頁。將(512)式代人(511)式。且在所有復(fù)合試樣中，都將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的質(zhì)量

8、分?jǐn)?shù)(fnsh)Ws保持恒定，則第47頁/共123頁第四十七頁，共123頁。于是(ysh)得出內(nèi)標(biāo)法物相定量分析的基本關(guān)系式由(515)式可知，在復(fù)合(fh)試樣中，A相的某根衍射線條的強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)S的某根衍射線條的強(qiáng)度之比，是A相在原始試樣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)WA的線性函數(shù)現(xiàn)在的問題是要得到比例系數(shù)KS。 第48頁/共123頁第四十八頁，共123頁。第49頁/共123頁第四十九頁，共123頁。第50頁/共123頁第五十頁，共123頁。第51頁/共123頁第五十一頁，共123頁。5(體積)；當(dāng)采用晶體單色器時，可達(dá)0.1(體積)，由此可見其優(yōu)點。第52頁/共123頁第五十二頁，共123頁。第53頁/

9、共123頁第五十三頁，共123頁。式中K為與衍射物質(zhì)種類及含量無關(guān)的常數(shù)。R取決于、hkl及待測物質(zhì)的種類，V為X射線照射的該物質(zhì)的體積(tj)；為試樣的吸收系數(shù)。 第54頁/共123頁第五十四頁，共123頁。第55頁/共123頁第五十五頁，共123頁。第56頁/共123頁第五十六頁，共123頁。同任何一項試驗一樣，殘余奧氏體測定的原理比較簡單，但要獲得精確的結(jié)果，并非易事，必須在試驗的各個環(huán)節(jié)上減少試驗誤差，主要需要(xyo)注意以下幾點：(1)試樣制備 在制備試樣時，首先用濕法磨掉脫碳層，然后進(jìn)行金相拋光和腐蝕處理，以得到平滑的無應(yīng)變的表面。在磨光和拋光時，應(yīng)避免試樣過度發(fā)熱或范性變形，因

10、為兩者都可以引起(ynq)馬氏體和奧氏體部分分解。 第57頁/共123頁第五十七頁，共123頁。第58頁/共123頁第五十八頁，共123頁。第59頁/共123頁第五十九頁，共123頁。(4)R值的計算 在計算各根衍射線條的R值時，應(yīng)注意各個因子的含義。 單位(dnwi)體積中的晶胞數(shù)是由所測得的點陣常數(shù)決定的，它與碳和合金元素含量有關(guān)。奧氏體和馬氏體的結(jié)構(gòu)因子分別是第60頁/共123頁第六十頁，共123頁。F，F(xiàn)分別為奧氏體和馬氏體衍射(ynsh)線的原子散射因子。在計算F2過程中，要注意兩個問題。首先在第三章原子散射因子討論中，曾經(jīng)簡單地認(rèn)為當(dāng)sin的大小恒定時，原子散射因子與入射波長無關(guān)。

11、實際上，當(dāng)入射波長()接近被照元素的K吸收限(k)時，該元素的原子散射因子數(shù)值(shz)將發(fā)生一些變化。這時原子散射因子應(yīng)寫成如下形式第61頁/共123頁第六十一頁，共123頁。第62頁/共123頁第六十二頁，共123頁。式中Pl，P2，P3為各元素的原子百分含量，而f1，f2，f3為各元素經(jīng)f校正后的原子散射(snsh)因子。第63頁/共123頁第六十三頁，共123頁。第64頁/共123頁第六十四頁，共123頁。第65頁/共123頁第六十五頁，共123頁。第66頁/共123頁第六十六頁，共123頁。第67頁/共123頁第六十七頁，共123頁。于測量誤差的sin值誤差越小，由此計算出的點陣常數(shù)

12、也就越精確。第68頁/共123頁第六十八頁，共123頁。第69頁/共123頁第六十九頁，共123頁。第70頁/共123頁第七十頁，共123頁。(xintio)，可采用不濾波的輻射源，同時利用K和K衍射線計算點陣常數(shù)。第71頁/共123頁第七十一頁，共123頁。偶然誤差永遠(yuǎn)不能完全排除，但是可以通過多次重復(fù)測量使它降至最小。第72頁/共123頁第七十二頁，共123頁。第73頁/共123頁第七十三頁，共123頁。第74頁/共123頁第七十四頁，共123頁。第75頁/共123頁第七十五頁，共123頁。因為只有背射區(qū)域才適用于點陣常數(shù)的精確測定，因此用圖418所示的S和來考察這些誤差。如果相機(jī)半徑的淮

13、確值為R，由于誤差的存在，所得的半徑值為R+R。對于在底片上間距為S的一對衍射線，其表觀(bio un)的值表觀(bio un)為S4（R+R），而真實的真實值為S4R。因此，的測量誤差是第76頁/共123頁第七十六頁，共123頁。2、底片收縮誤差(wch) 一般說來，照相底片經(jīng)沖洗、干燥后，會發(fā)生收縮或伸長，結(jié)果使衍射線對之間的距離S增大或縮小成為S+S。因此，由于底片收縮或伸長造成的測量誤差(wch)為第77頁/共123頁第七十七頁，共123頁。方程式(417)表明：當(dāng)接近90時，相機(jī)半徑和底片收縮所造成的點陣(din zhn)常數(shù)測算誤差趨于零。第78頁/共123頁第七十八頁，共123頁

14、。第79頁/共123頁第七十九頁，共123頁。第80頁/共123頁第八十頁，共123頁。第81頁/共123頁第八十一頁，共123頁。第82頁/共123頁第八十二頁，共123頁。括到方程式(418)所給出的偏心誤差中。第83頁/共123頁第八十三頁，共123頁。第84頁/共123頁第八十四頁，共123頁。第85頁/共123頁第八十五頁，共123頁。第86頁/共123頁第八十六頁，共123頁。第87頁/共123頁第八十七頁，共123頁。第88頁/共123頁第八十八頁，共123頁。由(4-24)可以看出，面間距d的相對誤差(wch)和cos2成正比。當(dāng)cos2趨近于零或趨近于90時，上述綜合誤差(w

15、ch)即趨近于零。對立方晶系，ddaa。因此立方晶系點陣常數(shù)的相對誤差(wch)與cos成正比。第89頁/共123頁第八十九頁，共123頁。處。在縱坐標(biāo)a上即可得到(d do)真實點陣常數(shù)a。圖420表示用上述圖解外推法測得的高純鉛的真實點陣(din zhn)常數(shù)值為4.950 6。 第90頁/共123頁第九十頁，共123頁。 在滿足這些條件下，角測量精度又為0.01時，外推線的位置是確定的。測量的最佳精度可達(dá)二萬分之一。如果衍射線的數(shù)目不多，或者分布(fnb)不均勻，可以采用K線，甚至用合金靶，以提高精確度。第91頁/共123頁第九十一頁，共123頁。第92頁/共123頁第九十二頁，共123

16、頁。第93頁/共123頁第九十三頁，共123頁。第94頁/共123頁第九十四頁，共123頁。的要求。所以充分的條件應(yīng)該(ynggi)是：各測量值的誤差平方和應(yīng)該(ynggi)最小，即方程式(4-26)是最小二乘法(chngf)的基本公式，利用它可以準(zhǔn)確地確定直線的位置或待測量的真值。第95頁/共123頁第九十五頁，共123頁。第96頁/共123頁第九十六頁，共123頁。方程組(431)稱為正則方程。將此方程組聯(lián)立求解，即得誤差平方和為最小值的a和b最佳(zu ji)值。從而可作出最佳(zu ji)直線。的a和b最佳值。從而(cng r)可作出最佳直線。 第97頁/共123頁第九十七頁，共123

17、頁。第98頁/共123頁第九十八頁，共123頁。或第99頁/共123頁第九十九頁，共123頁。第100頁/共123頁第一百頁，共123頁。第101頁/共123頁第一百零一頁，共123頁。第102頁/共123頁第一百零二頁，共123頁。第103頁/共123頁第一百零三頁，共123頁。第104頁/共123頁第一百零四頁，共123頁。第105頁/共123頁第一百零五頁，共123頁。第106頁/共123頁第一百零六頁，共123頁。工作增加了麻煩，但運用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，是完全行之有效的。第107頁/共123頁第一百零七頁，共123頁。第108頁/共123頁第一百零八頁，共123頁。Ic衍射角衍射角2

18、 背背景景Ia衍射強(qiáng)度衍射強(qiáng)度晶區(qū)衍射晶區(qū)衍射非晶區(qū)衍射非晶區(qū)衍射IcIa非晶態(tài)物質(zhì)的衍射圖是由少數(shù)漫散峰組成。衍射峰位相對應(yīng)的是相鄰分子(fnz)或原子間的平均距離，其近似值可由非晶衍射的準(zhǔn)布拉格方程給出：2dsin=1.23第109頁/共123頁第一百零九頁，共123頁。第110頁/共123頁第一百一十頁，共123頁。%100acccAAAX結(jié)晶度測定結(jié)晶度測定(cdng)(cdng)根據(jù)：根據(jù)：總衍射強(qiáng)度總衍射強(qiáng)度 = = 晶相與非結(jié)晶相衍射強(qiáng)晶相與非結(jié)晶相衍射強(qiáng)度之和度之和Ac ：晶相的衍射面積(min j)Aa ：非晶相的散射面積(min j)材料在晶化過程中，晶態(tài)物質(zhì)的相含量會發(fā)生變化，這種變化對材料的理化性質(zhì)有重要(zhngyo)影響。材料中晶相所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)用結(jié)晶度表示；acccwwwX第111頁/共123頁第一百一十一頁，共123頁。第112頁/共123頁第一百一十二頁，共123頁。4 測定材料測定材料(cilio)中晶粒尺寸中晶粒尺寸不同不同(b tn)晶晶粒尺寸粒尺寸(a) 1 (b) 1 (c) 0.5 (d)0. 1 鋁樣品鋁樣品(yngpn)的衍射圖的衍射圖第113頁/共123頁第一百一十三頁，共123頁。cosBkt晶粒粒度晶粒粒度(l d)測定測定Scherrer（謝樂）公式（謝樂）公式 t ：