本文目录一览:
- 1、xrd可以测定什么?
- 2、x射线衍射法测什么
- 3、x射线衍射、x荧光、直读光谱3种仪器,都有哪些区别,原理是什么?检测领域?
- 4、xrd测试主要测什么
- 5、X射线衍射仪法
- 6、X-射线衍射分析法测试什么.......
- 7、XRD是测什么用的
- 8、X仪射线衍射能否检测颗粒的成分、大小和形态特征
- 9、x射线衍射仪扫描范围有什么用?
xrd可以测定什么?
XRD测试主要测相组成分析、结晶度分析、晶格参数测定、晶体缺陷分析、残余应力测定。
1、相组成分析:XRD可以确定材料中的相组成,即不同晶体结构的相的种类和含量。通过分析材料的衍射峰,可以确定材料中的各个晶相,并计算出它们的相对含量。
2、结晶度分析:结晶度是指材料中晶体的完整性和有序性程度。XRD测试可以通过分析衍射峰的强度和宽度来评估材料的结晶度,从而判断材料的晶体质量和纯度。
3、晶格参数测定:晶格参数是指晶体中晶胞的尺寸和形状。XRD测试可以通过解析衍射峰的位置和强度,计算出晶胞的晶格参数,包括晶胞常数、晶胞体积和晶胞形状等信息。
4、晶体缺陷分析:晶体缺陷是指晶体中的点缺陷、线缺陷和面缺陷等。通过XRD测试,可以通过分析衍射峰的形状和位置变化来研究晶体缺陷的类型和数量,进而评估材料的质量和性能。
5、残余应力测定:材料在制备和使用过程中,往往会产生残余应力。通过XRD测试,可以通过分析衍射峰的位置和宽度变化来测定材料中的残余应力分布,进而评估材料的力学性能和稳定性。
XRD测试的流程
1、X射线入射:X射线通过X射线源发射出来,然后通过样品表面入射。入射X射线的波长通常为0.1-2.5纳米。
2、与晶体相互作用:入射的X射线与样品中的原子发生相互作用。当入射X射线的波长与晶体的晶面间距相当时,发生衍射现象。
3、衍射:入射的X射线经过晶体的衍射后,会以不同的角度散射出来。衍射角度与晶面间距有关。
4、探测:探测器接收散射出来的X射线,并将其转化为电信号。
5、数据分析:通过对探测到的X射线的强度和衍射角度进行分析,可以得到样品中晶体的结构信息,如晶格常数、晶面间距、晶体的相对位置等。
x射线衍射法测什么
x射线衍射法测什么如下:
X射线衍射法是一种测量蛋白质分子中原子和基团三维排列的方法,可用于测定蛋白质的结构。
X射线晶体衍射法(X-ray diffraction)是一种测量蛋白质分子中原子和基团三维排列的方法,利用此法测定蛋白质的结构,结果比较可靠。
X射线是波长范围0.01~10nm的电磁波,用于结构分析的单色X射线的波长仅为0.1~1nm,相当于分子中原子之间的距离,故足以分辨并确定蛋白质分子内每个原子的位置。
事实上,X射线晶体衍射法不能直接测定单个分子结构,只能测定品体中原子重复出现的周期性结构。
该分析系统主要由三部分组成:
X射线源、蛋白质品体和检测器。一细束X射线打到蛋白质晶体上,有一部分直接穿过晶体,其余的向不同方向衍射。X线片可以接受衍射光束,感光乳剂的发黑程度与衍射光束的密度成比例。经计算机可绘制三维电子密度图。
微区XRD
当需要测试某一个小区域的XRD图谱时,可用微区XRD测试。因为仪器限制,通常区域最小为5*5mm。由于微区XRD测试光斑较小,所以衍射产生的能量也相对少一些,所以测试时,扫描速度和常规XRD测试相比会更慢
扫的时间也越长。例:需要测试块体样品(尺寸要求是长宽一般1-2cm,厚度不超过5mm)上面某一个或一些小区域的XRD,就可以用微区XRD来测试。
小角XRD
小角XRD和广角XRD对应,即测试低角度区域,称为小角XRD,测试范围一般为0.5-10°。小角XRD一般可以探测到更多的微观信息,比如介孔样品除了做物理吸脱附的表征,也可以通过测试小角XRD验证介孔是否规整。
变温XRD
变温XRD,顾名思义,就是改变温度测试XRD,可测温度范围是-40~1450℃,测试气氛可以是空气、氮气、氩气、真空或者二氧化碳。
一般情况下需要设置测试的温度点,如室温、100℃、300℃、500℃等,升温速率以及XRD的角度测试范围。此外,还要求样品在测试温度范围内不熔化。
x射线衍射、x荧光、直读光谱3种仪器,都有哪些区别,原理是什么?检测领域?
X射线衍射仪是利用衍射原理,精确测定物质的晶体结构,织构及应力,精确的进行物相分析,定性分析,定量分析.广泛应用于冶金,石油,化工,科研,航空航天,教学,材料生产等领域. X射线衍射仪是利用X射线衍射原理研究物质内部微观结构的一种大型分析仪器,广泛应用于各大、专院校,科研院所及厂矿企业。 基本构造 X射线衍射仪的形式多种多样, 用途各异, 但其基本构成很相似, 图4为X射线衍射仪的基本构造原理图, 主要部件包括4部分。 (1) 高稳定度X射线源 提供测量所需的X射线, 改变X射线管阳极靶材质可改变X射线的波长, 调节阳极电压可控制X射线源的强度。 (2) 样品及样品位置取向的调整机构系统 样品须是单晶、粉末、多晶或微晶的固体块。 (3) 射线检测器 检测衍射强度或同时检测衍射方向, 通过仪器测量记录系统或计算机处理系统可以得到多晶衍射图谱数据。 (4) 衍射图的处理分析系统 现代X射线衍射仪都附带安装有专用衍射图处理分析软件的计算机系统, 它们的特点是自动化和智能化。 X射线荧光
X ray fluorescence 物质受原级X射线或其他光子源照射,受激产生次级X射线的现象。 它只包含特征X射线,没有连续X射线。分别以原级、一级、二级X射线激发,可产生一级、二级、三级X射线荧光。 直读光谱仪直读光谱仪,适合于户外名种应用,不管是用于压力容器内部分析、管道原位分析还是工场分析都没有任何问题。因为它是密封在一个温度稳定的恒温机箱里,设备的般运和操作只要一个人就能完成。该光谱仪设计达到最高的分析精度,新的双光谱室能应用最理想的谱线,36个测量信道使这台仪器能分析Fe、Ni、Cu、A1、Ti等多种基体。该光谱仪装备了超高灵敏度的光电倍增管,在全量程范围内使检测器的动态范围能鉴别出成分的最微小的差别。曲面的第二个窄缝能清楚地分离出相邻的谱线,这一点对包括高含量的合金成分分析在内进行高精度分析特别。品种分类 直读光谱仪品种分为火花直读光谱仪,光电直读光谱仪,原子发射光谱仪,原子吸收光谱仪,手持式光谱仪,便携式光谱仪,能量色散光谱仪,真空直读光谱仪,直读光谱仪分为台式机和立式机。 直读光谱仪广泛应用于铸造,钢铁,金属回收和冶炼以及军工、航天航空、电力、化工、高等院校和商检,质检等单位。 根据现代光谱仪器的工作原理,光谱仪可以分为两大类:经典光谱仪和新型 光谱仪.经典光谱仪器是建立在空间色散原理上的仪器;新型光谱仪器是建立在 调制原理上的仪器.经典光谱仪器都是狭缝光谱仪器.调制光谱仪是非空间分光 的,它采用圆孔进光.根据色散组件的分光原理,光谱仪器可分为:棱镜光谱仪, 衍射光栅光谱仪和干涉光谱仪. 光学多道分析仪OMA (Optical Multi-channel Analyzer)是近十几年出现的采 用光子探测器(CCD)和计算机控制的新型光谱分析仪器,它集信息采集,处理, 存储诸功能于一体.由于OMA不再使用感光乳胶,避免和省去了暗室处理以及 之后的一系列繁琐处理,测量工作,使传统的光谱技术发生了根本的改变,大大 改善了工作条件,提高了工作效率;使用OMA分析光谱,测盆准确迅速,方便, 且灵敏度高,响应时间快,光谱分辨率高,测量结果可立即从显示屏上读出或由 打印机,绘图仪输出.目前,它己被广泛使用于几乎所有的光谱测量,分析及研 究工作中,特别适应于对微弱信号,瞬变信号的检测. 光谱仪色散组件的选择和光学参数的确定 光谱分析仪色散组件的选择 在成像光谱仪设计中,选择色散组件是关键问题,应全面的权衡棱镜和光棚 色散组件的优缺点[140-al) 直读光谱分析仪是“汉化”了的光谱分析仪,操作更加简便明了。 [编辑本段]直读光谱仪的正规名字叫原子发射光谱仪 管他叫直读的原因是相对于摄谱仪和早期的发射光谱仪而言,由于在70年代以前还没有计算机采用,所有的光电转换出来的电流信号都用数码管读数,然后在对数转换纸上绘出曲线并求出含量值,计算机技术在光谱仪应用后,所有的数据处理全部由计算机完成,可以直接换算出含量,所以比较形象的管它叫直接可以读出结果,简称就叫直读了,在国外没有这个概念。 直读光谱仪和ICP都属于发射光谱分析仪器,区别在于他们的激发方式不同,ICP中文名字是电感耦合等离子体,是通过线圈磁场达到高温使样品的状态呈等离子态然后进行测量的,而普通的直读光谱仪一般采用电火花,电弧或者辉光放电的方式把样品打成蒸汽进行激发的,在效果上ICP要比普通直读光谱仪器的检出限小,精度高,但是在进样系统上要求非常严格,没有好的进样系统就只能做溶液样品.国外先进ICP可以做固体样品. 希望能对你有所帮助,望采纳,谢谢~!!
xrd测试主要测什么
xrd测试主要测什么如下:
1、XRD 即X-ray diffraction 的缩写,X射线衍射,通过对材料进行X射线衍射,分析其衍射图谱,获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。
2、X射线是一种波长很短(约为20~0.06埃)的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。在用电子束轰击金属“靶”产生的X射线中,包含与靶中各种元素对应的具有特定波长的X射线,称为特征(或标识)X射线。
3、XRD的基本原理:X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射,主要有连续X射线和特征X射线两种。
扩展资料:
1、晶态物质对X射线产生的相干散射表现为衍射现象,即入射光束出射时光束没有被发散但方向被改变了而其波长保持不变的现象,这是晶态物质特有的现象。绝大多数固态物质都是晶态或微晶态或准晶态物质,都能产生X射线衍射。
2、晶体微观结构的特征是具有周期性的长程的有序结构。晶体的X射线衍射图是晶体微观结构立体场景的一种物理变换,包含了晶体结构的全部信息。用少量固体粉末或小块样品便可得到其X射线衍射图。
3、因此,通过样品的X射线衍射图与已知的晶态物质的X射线衍射谱图的对比分析便可以完成样品物相组成和结构的定性鉴定;通过对样品衍射强度数据的分析计算,可以完成样品物相组成的定量分析。
X射线衍射仪法
X射线主要被原子中紧束缚的外层电子所散射。X射线的散射可以是相干的(波长不变)或非相干的(波长变)。相干散射的光子可以再进行相互干涉并依次产生一些衍射现象。衍射出现的角度(θ)可以与晶体点阵中原子面间距(d)联系起来,因此X射线衍射花样可以研究宝玉石的晶体结构和进行物相鉴定。
一、X射线的产生及其性质
X射线是波长约0.01~100 ?的电磁波。用于测定晶体结构的X射线,波长为0.50~2.50?,这个波长范围与晶体点阵面的间距大致相当。波长太长(>2.50?),样品对X射线吸收太大;波长太短(<0.50?),衍射线过分集中在低角度区,不易分辨。晶体衍射所用的X射线,通常是在真空度约为10-4Pa的X射线管内,由高电压加速的一束高速运动的电子,冲击阳极金属靶面时产生。由X射线管产生的X射线包含两部分:一部分是具有连续波长的“白色”X射线,另一部分是由阳极金属材料成分决定的、波长一定的特征X射线,如Cu靶的X射线波长λCuKαl=1.5418 ?。
二、X射线衍射的原理—布拉格(Bragg)方程
晶体的空间点阵可划分为一族平行而等间距的平面点阵(hkl)。同一晶体不同指标的晶面在空间的取向不同,晶面间距d(hkl)也不同。X射线入射到晶体上,对于一族( hkl)平面中的一个点阵面1来说,若要求面上各点的散射线同相,互相加强,则要求入射角θ和衍射角θ′相等,入射线、衍射线和平面法线三者在同一平面内,才能保证光程一样,如图13-1-1所示。平面1,2,3,相邻两个平面的间距为d(hkl),射到面1 上的X射线和射到面2上的X射线的光程差为MB+BN,而MB=BN=d(hkl)sinθ光程差为2d(hkl)sinθ。根据衍射条件,只有光程差为波长的整数倍时,它们才能互相加强而产生衍射。由此得布拉格方程:
图13-1-1 晶体晶面产生X射线衍射图解
2d(hkl)sinθn=nλ
式中:n称为衍射级数,可取1,2,3,…整数;θ为衍射角。晶面指标为(hkl)的一组晶面,由于它和入射X射线取向不同,光程差不同,可产生衍射指标为 hkl,2h2k2l,3h3k3l,…一级,二级,三级,…级衍射。例如晶面指标为(110)这组面,在不同衍射角上可能出现衍射指标为110,220,330,…的衍射线。由于 | sinθn | ≤1,使得 nλ≤2d(hkl),所以n是数目有限的几个整数,n大者θ也大。
三、多晶X射线衍射法
多晶样品,如翡翠、石英岩、汉白玉等,它们杂乱无章、取向随机地聚集在一起。当单色X射线照到多晶样品上,产生的衍射花样和单晶不同。单晶中一族平面点阵的取向若和入射X射线的夹角为θ,满足衍射条件,则在衍射角2θ处产生衍射,可使胶片感光出一个衍射点,如果X射线照到这种晶体的粉末上,因晶粒有各种取向,同族平面点阵,可形成分布在张角为4θ的圆锥方向上的衍射线,该衍射线是由无数个符合同样衍射条件的晶粒产生的衍射点形成的,如晶体中有许多平面点阵族,相应地形成许多张角不同的衍射圆锥线,共同以入射的X射线为中心轴(如图13-1-2 所示)。多晶X衍射法分为多晶照相法和多晶X射线衍射仪法。
图13-1-2 单晶与粉晶衍射示意图
1.多晶照相法
若放一平板感光胶片于多晶样品前方,衍射线在胶片上感光出一系列同心圆,但只能收集θ值小的部分衍射线。若将感光胶片围成圆筒形,样品位置和圆筒中心线重合,圆筒半径为R。经感光后得粉末衍射图,若某一对粉末衍射线的间距为2L,则4θ=2L/R(弧度)=180×2 L/πR(度),由此通过测量L值,算出每一衍射的衍射角θ。根据θ值即可按布拉格方程求出d值。
2.多晶衍射仪法
多晶衍射仪法是利用计数管和一套计数放大测量系统,把接收到的衍射光转换成一个大小与衍射光强成正比的讯号记录下来,如图13-1-3。待测样品放在衍射仪圆的中心,计数管始终对准中心,绕中心旋转。样品每转θ,计数管转2θ,记录仪同步转动,逐一地把各衍射线的强度记录下来。多晶衍射所得的基本数据是“d-I”值(衍射面间距和衍射强度),利用这个数据可进行物相分析;将各个衍射线指标化,可求得晶胞参数;根据系统消光可得点阵型式。对于简单的晶体,还可用多晶衍射法测定晶体结构。它也是鉴定各种宝玉石的重要方法,下面简要介绍多晶衍射仪图的特点及其应用。
图13-1-3 多晶衍射仪原理
各种物相的粉末图都有其特点,纯化合物的粉末图各不相同,正如人的指纹一样,每一种晶体都有它自己的一套特征的“d-I”数据。照相法和衍射仪法各有优缺点,前者需要的样品少,一般为 5~10mg,后者一般需要0.5g 以上的样品。但它简便快速,灵敏度和精确度都高,因此是宝玉石鉴定的好方法。晶体的X光衍射图的横坐标衍射角为2θ,对应衍射角θ可求d值,纵坐标表示强度I。根据特征的“d-I”数据可以查手册或X射线衍射数据库。例如送来鉴定的绿色透明的玉石戒面,利用X 射线多晶衍射仪法鉴定获得衍射图13-1-4,d(I)为:4.30(70),2.92(100),2.83(90),2.49(70)和2.42(60)?。根据此数据查矿物X射线粉晶手册(中科院贵阳地球化学研究所,1978年)可知该玉石戒面是翡翠。
图13-1-4 翡翠戒面的X射线衍射图
四、X射线衍射仪法在宝玉石鉴定中的应用
X射线衍射仪是鉴定玉石的好方法,它可以不破坏样品,如翡翠、角闪石玉、石英岩玉等做的戒面,耳环和小的挂件等玉石都可以用X射线衍射仪法进行非破坏性的物相鉴定。对于大的玉石雕刻件或宝石则只能破坏样品,碾成粉晶样品(大约0.5克),再用X射线衍射仪法或照相法进行物相鉴定。
X-射线衍射分析法测试什么.......
一、
X射线衍射原理及应用介绍
特征X射线及其衍射 X射线是一种波长很短(约为20~0.06 nm)的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。在用电子束轰击金属“靶”产生的X射线中,包含与靶中各种元素对应的具有特定波长的X射线,称为特征(或标识)X射线。考虑到X射线的波长和晶体内部原子间的距离(10^(-8)cm)相近,1912年德国物理学家劳厄(M.von Laue)提出一个重要的科学预见:晶体可以作为X射线的空间衍射光栅,即当一束 X射线通过晶体时将会发生衍射;衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上增强、而在其它方向上减弱;分析在照相底片上获得的衍射花样,便可确定晶体结构。这一预见随后为实验所验证。1913年英国物理学家布拉格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)在劳厄发现的基础上,不仅成功地测定了NaCl、KCl等的晶体结构,并提出了作为晶体衍射基础的著名公式——布拉格定律:
2d sinθ=nλ,式中,λ为X射线的波长,衍射的级数n为任何正整数。
当X射线以掠角θ(入射角的余角,又称为布拉格角)入射到某一具有d点阵平面间距的原子面上时,在满足布拉格方程时,会在反射方向上获得一组因叠加而加强的衍射线。
X-射线衍射分析法应用:
1、当X射线波长λ已知时(选用固定波长的特征X射线),采用细粉末或细粒多晶体的线状样品,可从一堆任意取向的晶体中,从每一θ角符合布拉格条件的反射面得到反射。测出θ后,利用布拉格公式即可确定点阵平面间距d、晶胞大小和晶胞类型;
2、利用X射线结构分析中的粉末法或德拜-谢乐(Debye—Scherrer)法的理论基础,测定衍射线的强度,就可进一步确定晶胞内原子的排布。
3、而在测定单晶取向的劳厄法中所用单晶样品保持固定不变动(即θ不变),以辐射线束的波长λ作为变量来保证晶体中一切晶面都满足布拉格条件,故选用连续X射线束。再把结构已知晶体(称为分析晶体)用来作测定,则在获得其衍射线方向θ后,便可计算X射线的波长λ,从而判定产生特征X射线的元素。这便是X射线谱术,可用于分析金属和合金的成分。
4、X射线衍射在金属学中的应用
X射线衍射现象发现后,很快被用于研究金属和合金的晶体结构,出现了许多具有重大意义的结果。如韦斯特格伦(A.Westgren)(1922年)证明α、β和δ铁都是体心立方结构,β-Fe并不是一种新相;而铁中的α—→γ相转变实质上是由体心立方晶体转变为面心立方晶体,从而最终否定了β-Fe硬化理论。随后,在用X射线测定众多金属和合金的晶体结构的同时,在相图测定以及在固态相变和范性形变研究等领域中均取得了丰硕的成果。如对超点阵结构的发现,推动了对合金中有序无序转变的研究;对马氏体相变晶体学的测定,确定了马氏体和奥氏体的取向关系;对铝铜合金脱溶的研究等等。目前 X射线衍射(包括X射线散射)已经成为研究晶体物质和某些非晶态物质微观结构的有效方法。
在金属中的主要应用有以下方面:
(1)物相分析 是X射线衍射在金属中用得最多的方面,又分为定性分析和定量分析。定性分析是把对待测材料测得的点阵平面间距及衍射强度与标准物相的衍射数据进行比较,以确定材料中存在的物相;定量分析则根据衍射花样的强度,确定待测材料中各相的比例含量。
(2)精密测定点阵参数 常用于相图的固态溶解度曲线的绘制。溶解度的变化往往引起点阵常数的变化;当达到溶解限后,溶质的继续增加引起新相的析出,不再引起点阵常数的变化。这个转折点即为溶解限。另外点阵常数的精密测定可获得单位晶胞原子数,从而可确定固溶体类型;还可以计算出密度、膨胀系数等有用的物理常数。
(3)取向分析 包括测定单晶取向和多晶的结构(如择优取向)。测定硅钢片的取向就是一例。另外,为研究金属的范性形变过程,如孪生、滑移、滑移面的转动等,也与取向的测定有关。
(4)晶粒(嵌镶块)大小和微观应力的测定 由衍射花样的形状和强度可计算晶粒和微应力的大小。在形变和热处理过程中这两者有明显变化,它直接影响材料的性能。
(5)宏观应力的测定 宏观残留应力的方向和大小,直接影响机器零件的使用寿命。利用测定点阵平面在不同方向上的间距的改变,可计算出残留应力的大小和方向。
(6)对晶体结构不完整性的研究 包括对层错、位错、原子静态或动态地偏离平衡位置,短程有序,原子偏聚等方面的研究(见晶体缺陷)。
(7)合金相变 包括脱溶、有序无序转变、母相新相的晶体学关系,等等。
(8)结构分析 对新发现的合金相进行测定,确定点阵类型、点阵参数、对称性、原子位置等晶体学数据。
(9)液态金属和非晶态金属 研究非晶态金属和液态金属结构,如测定近程序参量、配位数等。
(10)特殊状态下的分析 在高温、低温和瞬时的动态分析。
此外,小角度散射用于研究电子浓度不均匀区的形状和大小,X射线形貌术用于研究近完整晶体中的缺陷如位错线等,也得到了重视。
X射线分析的新发展
金属X射线分析由于设备和技术的普及已逐步变成金属研究和材料测试的常规方法。早期多用照相法,这种方法费时较长,强度测量的精确度低。50年代初问世的计数器衍射仪法具有快速、强度测量准确,并可配备计算机控制等优点,已经得到广泛的应用。但使用单色器的照相法在微量样品和探索未知新相的分析中仍有自己的特色。从70年代以来,随着高强度X射线源(包括超高强度的旋转阳极X射线发生器、电子同步加速辐射,高压脉冲X射线源)和高灵敏度探测器的出现以及电子计算机分析的应用,使金属 X射线学获得新的推动力。这些新技术的结合,不仅大大加快分析速度,提高精度,而且可以进行瞬时的动态观察以及对更为微弱或精细效应的研究。
5、X射线物相分析
X射线照射晶体物相产生一套特定的粉未衍射图谱或数据D-I值。其中D-I与晶胞形状和大小有关,相对强度I/I0,与质点的种类和位置有关。
与人的手指纹相似,每种晶体物相都有自己独特的XPD谱。不同物相物质即使混在一起,它们各自的特征衍射信息也会独立出现,互不干扰。据此可以把任意纯净的或混合的晶体样品进行定性或定量分析。
(1) X射线物相定性分析
粉未X射线物相定性分析无须知晓物质晶格常数和晶体结构,只须把实测数据与(粉未衍射标准联合会)发行的PDF卡片上的标准值核对,就可进行鉴定。
当然这是对那些被测试研究收集到卡片集中的晶相物质而言的,卡片记载的解析结果都可引用。
《粉末衍射卡片集》是目前收集最丰富的多晶体衍射数据集,包括无机化合物,有机化合物,矿物质,金属和合金等。1969年美国材料测试协会与英、法、加等多国相关协会联合组成粉末衍射标准联合会,收集整理、编辑出版PDF卡片,每年达到无机相各一组,每组1500-2000张不等.1967年前后,多晶粉未衍射谱的电子计示示机检索程序和数据库相继推出.日本理学公司衍射射仪即安装6个检索程序(1)含947个相的程序;(2)含2716个相的常用相程序;(3)含3549个相的矿物程序;(4)含6000个相的金属和合金程序;(5)含31799个相的无机相程序(6)含11378个相的有机相程序.每张片尾记录一个物相。
(2)多相物质定性分析
测XRD谱,得d值及相对强度后查索引,得卡片号码后查到卡片,在±1%误差范围内若解全部数据符合,则可判断该物质就是卡片所载物相,其晶体结构及有关性能也由卡片而知。这是单一物相定性分析。
多相混合物质的XRD谱是各物相XRD谱的迭加,某一相的谱线位置和强度不因其它物相的存在而改变,除非两相间物质吸收系数差异较大会互相影响到衍射强度。固熔体的XRD谱则以主晶相的XRD为主。
已知物相组分的多相混合物,或者先尝试假设各物相组分,它们的XRD谱解析相对要容易得多。分别查出这些单一物相的已知标准衍射数据,d值和强度,将它们综合到一起,就可以得到核实其有无。如钢铁中的δ相(马氏体或铁素体)γ相(奥氏体)和碳化物多相。
完全未知的多相混合物,应设法从复相数据中先查核确定一相,再对余下的数据进行查对。每查出一相就减少一定难度,直至全部解决。当然对于完全未知多相样品可以了解其来源、用途、物性等推测其组分;通过测试其原子吸收光谱、原子发射光谱,IR、化学分析、X射线荧光分析等测定其物相的化学成分,推测可能存在的物相。查索到时,知道组分名称的用字顺索引查,使用d值索引前,要先将全部衍射强度归一化,然后分别用一强线、二强线各种组合、三强线各种组合…联合查找直至查出第一主相。标记其d值,I/I1值。把多余的d值,I/I1值再重新归一化,包括与第一主相d值相同的多余强度值。继续查找确定第二主相,直至全部物相逐一被查找出来并核对正确无误。遇到没被PDF卡收录的物相时,需按未知物相程序解析指认。
物相定性分析中追求数据吻合程度时,(1)d值比I/I1值更重要,更优先。因为d测试精度高,重现性好;而强度受纯度(影响分辨率)、结晶度(影响峰形)样品细微度(同Q值时吸收不同),辐射源波长(同d值,角因子不同)、样品制备方法(有无择优取向等)、测试方法(照相法或衍射仪法)等因素影响,不易固定。(2)低角度衍射线比高角度线重要。对不同晶体而言低角度线不易重迭,而高角度线易重迭或被干扰。(3)强线比弱线重要。尤其要重视强度较大的大d值线。
(3) X射线物相定量分析
基本原理和分析
在X射线物相定性分析基础上的定量分析是根据样品中某一物相的衍射线积分强度正变化于其含量。不能严格正比例的原因是样品也产生吸收。对经过吸收校正后的的衍射线强度进行计算可确定物相的含量。这种物相定量分析是其它方法,如元素分析、成分组分分析等所不能替代的。
6、结晶度的XRD测定
7、高分子结晶体的X射线衍射研究
二、 X射线衍射分析能解决的问题:
X射线波长与晶体中的原子间距属于同一数量级,应用X射线在晶态和非晶态物质中的衍射和散射效应,所获得的衍射角2θ和衍射强度I构成的衍射谱(衍射花样)记录了试样物质的结构特征。对于晶体将显示各晶面族的X衍射峰的位置、按布拉格公式计算出的晶面间距d值、峰强、峰宽、峰的位移和峰形变化等信息。充分利用这些信息并演化增加各种附件、计算机软件、各种测量方法,就可作以下分析工作:
1、物质识别剖析、物相结构鉴定衍射花样是物质的“指纹”。 迄今为止全世界科学家已认识并编制的七万多种纯物质标准衍射“指纹”(编制成国际衍射数据中心ICDD卡),存在仪器计算机中或出版成册,通过和实验图谱分析比较,就可识别物质或物相。还可了解其结构和物性参数、制备条件、参考文献等。
X射线衍射分析给出的结果直接是物质的名称、状态和化学式,是元素之间的结合形式或所含元素的存在形式(单质、固溶体、化合物)。化合物中,负离子半径大,决定着结构骨架。因此,对于化学分析难以检测又常参与结合的O、H、C、N、Cl、S、F等元素或官能团构成的物质的判定,这种方法有独到之处。通常的固态物质可挠过元素分析直接剖析得到结果。对于化学式相同结构性质不同的各种同素异构体的分析是其它方法无法比拟的。X射线衍射属无损检测,作完能回收,也是一大优点。
2、混合物的定量分析 X衍射方法对试样的纯度没有什么要求,混合物中各种物相的衍射峰在同一张图上都能呈现出来。其含量检出线约在1 2%。通常在图谱解析中完成后,可由计算机拟合出各物相组分的半定量结果。深入的定量研究需视具体情况而定,分内标、外标、基体清洗法等方法,针对物质类型进行选用。有的已建立了行业标准,如钢中的残余奥氏体、粘土矿物定量分析方法等。
3、结晶状态的描述表征和晶体结构参数的测定随生成条件和制备工艺的不同,固态物质或材料有可能形成无定形非晶、半结晶、纳米晶和微米晶、取向多晶直到大块单晶。利用计算机数据处理程序,对于非晶可用XRD原子径向分布函数法测定其短程结构;半结晶可测定其结晶度;纳米晶因衍射峰宽化可用谢乐公式计算出纳米晶粒平均尺寸;微米级或更大尺寸的晶粒研成微米级粉末后进行实验可作更多的工作,如未知晶系和晶格参数的确定、固溶度、晶格畸变及应力分析等;对于取向多晶、准单晶直到大块单晶可用RO XRD法鉴别,评价准单晶的质量,测量晶体取向及单晶的三维取向,指导切割加工。
4、揭示实验规律,解释材料器件特性,研究反应机理,探讨制备工艺X衍射是研究物质结构的基本手段,其应用渗透到与物质认识和分析有关的各个领域。针对所研究的问题,排除干扰,精化实验,通过对比,寻找差别,从结构上揭示影响性质的敏感参量的规律是研究者和衍射工作者共同追求的目标。 钢中碳元素的存在状态是影响钢性能的重要因素。铁素体、奥氏体、渗碳体相分析,各种热处理工艺下,钢号的名义碳量在其相结构中的分配关系,铁素体内的含碳量测定等对于解释材料的性能和相变机理,确定热处理工艺以及发挥材料的最大效能具有重要的意义。 电子材料、功能材料和各种新材料及器件的开发研制,需要衍射分析配合到始终。连续改变配方和制备工艺总结出的实验规律对确定制备工艺具有重要的指导意义。例如我们发现镍基软磁材料的居里点和配方中各种不同原子半径合金元素的填入造成其晶格常数的变化具有一定的线性关系,从而可指导开发出一系列温控器件。 人的感官鉴别有限,化学鉴别手段繁杂或不确定性,使得化学合成和材料制备越来越依赖于仪器分析。从原料的“确认”,到反应物的分析,反应的中间过程及机理研究,有无杂相或优先生长的竞争相,如何抑制,如何精化工艺,以及质量的控制和最终产物的表征都离不开X衍射分析。矿物学、岩石学、土壤学是应用X衍射分析最早的学科。矿物的难溶性和所含元素的多样性,硅酸盐矿物的复杂性使得单纯依靠化学元素分析不能完全解决问题。但从结构分析角度却能比较清楚地鉴别分类,理出头绪。石油钻井各断层粘土矿物伊利石 蒙脱石等的连续转变规律对于了解地下岩层构造起了重要的指示作用。针对层状结构的土壤分析对农业普查提供了基础资料。非金属材料的开发对陶瓷、建材、电力、化工等行业起着重要的作用。由于X衍射对文物鉴定的便利和非破坏性,使得这种方法越来越受到考古和文物保护工作者的青睐。青铜器和铁器长期锈蚀的标本为研究腐蚀机理提供了借鉴。石油管材、化工及热电厂管道的锈蚀及防护需要X衍射分析。此外,商品检验、环境保护、公安破案、药物生产等都需要衍射分析手段支持。在我们的实践中,遇到了各种揭迷解惑的问题。曾发现打着某种化学式的化工商品竞是没有反应的原料混合物,而元素分析结果相同。不耐高温的仿造物冒充石棉垫造成了汽车发动机的损坏。将冰洲石误为冰晶石采购几卡车运回准备投料生产。事先把多孔的蛇纹石和香料花粉包在一起,尔后分离,造出发现“香料石”矿骗局。如此等等。这些事例说明倡导普及X衍射分析手段是多么重要。X衍射仪加上小角散射、极图织构、应力分析及高低温附件,还可作更多的工作。单晶四圆衍射仪还可以进行未知结构分析等。
三、如果使用的是单晶样品,其应用:
晶体结构的测定对学科的发展、物体性能的解释、新产品的生产和研究等方面都有很大的作用,其应用面很宽,不能尽述,略谈几点如下:
(一).晶体结构的成功测定,在晶体学学科的发展上起了决定的作用。因为他将晶体具有周期性结构这一推测得到了证实,使晶体的许多特性得到了解释:如晶体能自发长成多面体外形(自范性),如立方体的食盐、六角形的水晶等,又如晶体各种物理性质(光性,导热性等)的各向异性和对称性等等。晶体学的发展有了坚实的基础。
(二).矿物学中曾有不少矿物的元素构成很接近,但他们的性质相差很远(如石墨和金刚石都是碳,还如一些硅酸盐),而有的矿物其物理或化学性质相近,但其元素组成又很不相同(如云母类矿物等),使人困惑。晶体结构的测定使性能的异同从结构上得到了合理的解释。如石墨因是层状结构,层间结合力差,故较软,而金刚石为共价键形成的骨架结构,故结合力强,无薄弱环节, 成为最硬的材料。
(三).人类和疾病作斗争,总离不开药物。原始的药物是天然产物,动植物或矿物。以后随着科学的发展,开展了从天然产物中提取有效成分的方法,而有效成分晶体结构的测定进一步将从天然产物中提取的方法改变为人工合成,使有可能大量制造,提高了产量、降低了成本、造福于人类。这种基于结构,设计出合成路线,工业制造的方法在染料,香料等许多工业部门都是广泛使用的。 (四)近年,基于病毒结构、人体内各种大分子结构的测定及人体感染疾病途径的了解,搞清了某些疾病感染及发展的结构匹配需要。人类已经根据这些结构知识设计结构上匹配的、合适的药物,来事先保护病毒和人体的结合点,或阻断病毒的自身繁衍,从而避免感染或控制其繁衍,而不使疾病发展, 这就是所谓的基于结构的、合理的药物设计。
【上述没有详细编辑,如有重叠希望谅解】
XRD是测什么用的
X-射线衍射XRD(Wide Angle X-ray Diffraction)主要是对照标准谱图分析纳米粒子的组成,分析粒径,结晶度等,一般要求纳米粒子的尺寸在几个纳米到100纳米以内。
X-射线衍射XRD(Wide Angle X-ray Diffraction)主要是对照标准谱图分析纳米粒子的组成,分析粒径,结晶度等,一般要求纳米粒子的尺寸在几个纳米到100纳米以内。
XRD可以测的是:
1、结晶度的测定
结晶度定义为结晶部分重量与总的试样重量之比的百分数。非晶态合金应用非常广泛,如软磁材料等,而结晶度直接影响材料的性能,因此结晶度的测定就显得尤为重要了。测定结晶度的方法很多,但不论哪种方法都是根据结晶相的衍射图谱面积与非晶相图谱面积决定。
2、精密测定点阵参数
精密测定点阵参数 常用于相图的固态溶解度曲线的测定。溶解度的变化往往引起点阵常数的变化;当达到溶解限后,溶质的继续增加引起新相的析出,不再引起点阵常数的变化。
这个转折点即为溶解限。另外点阵常数的精密测定可得到单位晶胞原子数,从而确定固溶体类型;还可以计算出密度、膨胀系数等有用的物理常数。
扩展资料:
自1912年劳厄等发现硫酸铜晶体的衍射现象的100年间,X射线XRD这一重要探测手段在人们认识自然、探索自然方面,特别在凝聚态物理、材料科学、生命医学、化学化工、地学、矿物学、环境科学、考古学、历史学等众多领域发挥了积极作用。
新的领域不断开拓、新的方法层出不穷,特别是同步辐射光源和自由电子激光的兴起,X射线衍射研究方法仍在不断拓展。如超快X射线衍射、软X射线显微术、X射线吸收结构、共振非弹性X射线衍射、同步辐射X射线层析显微技术等。
参考资料来源:百度百科—xrd
X仪射线衍射能否检测颗粒的成分、大小和形态特征
中文名称:X射线衍射仪 英文名称:X-ray diffractometer
定义:接受和记录衍射X射线,以获得试样结构信息的仪器。
X射线衍射仪是利用衍射原理,精确测定物质的晶体结构,织构及应力,精确的进行物相分析,定性分析,定量分析
可以检测材料的成分。
XRD是测晶形的,一般无机物可以定性。
X射线粉末衍射可以
1,判断物质是否为晶体。
2,判断是何种晶体物质。
3,判断物质的晶型。
4,计算物质结构的应力。
5,定量计算混合物质的比例。
6,计算物质晶体结构数据。
就是说与标准卡片比对它能测是何种颗粒,测得结构数据就的大小和形态了
X射线衍射衍射峰位置可以判断晶型,峰宽可以用于晶粒尺寸计算,峰面积是结晶度的大小,峰的形状可以判断结晶结构的完善程度
x射线衍射仪扫描范围有什么用?
X射线衍射仪扫描范围是指X射线衍射仪测量样品时所涉及到的角度范围。在X射线衍射实验中,当X射线照射到样品上时,会发生衍射现象,产生一系列衍射峰。这些衍射峰的出现与样品的晶体结构有关,通过分析这些衍射峰的位置、强度和形状等信息,可以确定样品的晶体结构和晶格参数等重要性质。而X射线衍射仪扫描范围的大小,则决定了可以测量到的衍射角度范围,进而影响到测量结果的准确性和精度。因此,选择合适的扫描范围对于X射线衍射实验的成功和结果的正确性都非常关键。
X射线衍射仪(XRD)扫描范围是指样品中晶体结构的扫描范围,也就是XRD仪器能够测量的角度范围。这个范围通常是根据仪器的几何和探测器的尺寸来决定的。
XRD仪器通过照射样品并测量样品散射的X射线来分析材料的晶体结构和组成。在XRD扫描过程中,样品通过旋转台旋转,X射线通过样品,同时探测器测量经过样品的散射X射线的强度和角度。这些数据可以用于确定材料中晶体的结构和组成。
因此,XRD仪器的扫描范围非常重要。如果扫描范围太小,可能会错过样品中一些重要的结构信息,从而影响分析结果的准确性。相反,如果扫描范围太大,可能会导致数据过多,分析和处理数据的时间和难度都会增加。因此,选择适当的扫描范围对于正确分析样品中的晶体结构和组成非常重要。
除了对于样品中晶体结构的分析,XRD仪器的扫描范围还可以用于确定材料的晶体结构的类型,例如是立方晶体、六方晶体、四方晶体等等。此外,不同的样品可能需要不同的扫描范围。例如,粉末样品需要较大的扫描范围以便涵盖更多的晶体结构信息,而单晶样品则需要较小的扫描范围以避免可能的背景杂散信号的影响。
在使用XRD仪器进行分析时,选择合适的扫描范围是非常重要的。通常,使用XRD仪器进行分析需要对样品和所需分析结果有足够的了解和计划,才能选择合适的扫描范围,从而获得准确的结果。