第六章X射线物相分析Word文件下载.docx

1、如果将两种或两种以上的晶体物质混合在一起， 则组成混合物的各相产生的衍射花样是 独立的、机械叠加。根据衍射谱的特点 的内容。邑 确定物相的晶体结构和相的种类一一就是定性分析前面所述的方法，对立方晶系较简单，其它晶系则复杂了，且只能计算出晶体物质的晶 体学参数，而物质是什么相，必须查对晶体学手册。衍射线的分布 一 -29确定（2 9与入射波长入及衍射面间距有关，波长一定时，由 d可确定9,而d是晶体结构中一个重要参数）衍射线的积累强度取决于晶体的结构因子和多重性因子所以衍射谱上衍射线的分布及强度作为标定物相的主要依据是完全可行的。为了消除因采用不同入射线，波长对衍射线的位置（29）的影响，可将各

2、衍射线的位 置换算成衍射面间距（d=X /2sin 9）也即，用d-I数据组作为定性相分析的基本判据。约在1.2卡片索引是能帮助实验者从数万张卡片中迅速查到所需要的 PDF卡片的工具书。一字母索引：以物相的英文名称、首字母为排列顺序。二数值索引：以8强线的d值从大到小为排列顺序。2.09.2. 5弘1.60810-1733. 00,3. 0Is4.96s21-9302. 33 90以上，以29V 90的衍射线为主要依据;4.利用连续扫描方法，采用中等扫描速度，如 2 /分或4 /分；5.选用中等尺寸的狭缝光阑，如 0.31的发散狭缝和0.050.15。的接收狭缝；6.在设备条件（额定功率）允许

3、的情况下，选用尽可能高的管电压和管电流。如 2kw功率的铜靶可选35Kv, 40mA有利于显示低含量相的衍信息。7.计算面间距d值和测定相对强度Ir :以29 沟多相物质中任一衍射强度E2 坨KSJj或 J 其含量关系的普遍公式羽乞叫5如试样含 A B两相，有wA+wB=1则IA=2必叫仙他）卫+叫3）飢当A、B是同素异形体时，（卩m A=（卩m）B则IA=CKA亠J 此时，IA wA呈线性关系2.2定量相分析方法1、 内标法：是最经典的定量物相分析方法。即在被测的粉未试样中加入一种含量恒定的标准物质制成复合试样。一般可用 a AI2O3（刚玉）通过测复合试样中待测相的某一衍射线强度与内标物质

4、某一衍射线强度之比， 测定待测相含量。2、 K值法：又称基本冲洗法。不需作定标曲线， 是通过内标方法直接求出K值。与内 标法比，主要是对K值的处理不同。3、 绝热法：是在K值法的基础上提出。即不与系统外发生关系，用试样中某一个相作 标准物质。4、 直接对比法：以两相的强度比为基础（1）原理：假定被测试样含n个相，各个相的体积百分含量 Vi，则一 “禺 一由 8-101=1,2,3, mn n个相，得n个方程z 直接对比法实用方程如淬火钢中残余奥氏体测定：试样含马氏体 a相和奥氏体丫相注意：两相对比线对最好选邻近的线对，以减小误差。优点：简便，因要计算Ki，所以适用于结构较简单的定量相分析 缺点

5、：K值理论计算复杂。2.3定量相分析应注意的问题物相的定量分析是以衍射线条的积分强度为基础，影响强度的因素很多，如测试方法、 测试条件、试样制备等。1.测试方法及条件：准确测定各衍射峰背底以上的净峰强度。条件：采用衍射仪有较高的稳定性，取较慢的扫描速度（ 0.5 /min或0.25 /min ）时间常数：2秒或4秒步进扫描时，用小的步宽和较长的停留时间2.试样要求衍射线束强度公式:导出前提：样品中晶粒呈无规则取向；混合物的强度以混合物吸收系数 ym进行计算;是由一个晶体的积分强度导出。样品应尽力避免择优取向；显微吸收效应的影响；强度公式是用混合物的平均吸收系数 如对a +B混合物，计算a相衍射

6、强度时，入射线到达 a相前及衍射线离开a至穿 出晶体这两段路程上，按平均的 ym计算是恰当的；而在衍射晶体a内部吸收系数是ya，若yayB，且a粒子远大于B粒子, 则a相衍射强度将明显低于计算值，一一此即显微吸收效应。各相间的吸收系数差越大，颗粒要求越细。消光效应晶体比较小时，可认为晶体上部原子面和下部原子面接收的入射线强度相等。但晶体比较大时，由于上中原子面反射，使下部原子面入射的 X射线减弱，因而衍射线强度降低，一一此为初级消光效应。如一个晶体中所有嵌镶块均极细小，取向差大，则晶体具有较强反射本领。大嵌镶快构成的晶体，因被上面嵌镶快反射，使入射到下面嵌镶块的强度减弱，故衍射 线束强度降低，

7、 此为次级消光效应。样品颗粒要求细。一般为0.150卩m以保证获得良好、准确的线形。又T题粒过细，衍射峰漫散 -I颗粒过租，衍射环不连養测重强度误差大用直接对比法测定淬火钢中残余奥氏体含量1.目的与任务1.熟悉影响衍射线强度的各种因素和相对积分强度的计算方法2.通过强度的测量和计算求得淬火钢中残余奥氏体的含量。2.原理3.积分强度的测量 衍射仪法:1.试样：湿磨一-抛光一-浸蚀一-金相观察（检查是否存在碳化物相）2.辐射：Cr、Fe或Co靶。当残余奥氏体量较低时，连续 X射线带来的不利 影响将变得显著，所以用石墨晶体单色器。用作对比线条：在奥氏体可选 200、220或311马氏体可选200或2

8、11因一般淬火钢的线条都很宽，双线分离不明显，为简单起见，只写成铁素体型的衍射线 指数。尽量选择邻近的线对作对比，使误差减小般可选：丫 220- a 211线对，或丫 311- a 211线对（不适用于Cr靶）丫 111及a 110虽同为最强线，但往往相互重叠，难以米用测定衍射线的相对强度：步进扫描；累积脉冲计数;4、系数Ka及Ky的计算Ka1、 V0是单胞体积：对立方系晶体：V0=a3 丫相为面心立方正方系晶体：V0=a2c a相为体心正方（正方度不大时，可近似点阵参数a：可按衍射图上高角度线条求得； 按立方系处理）2当相的含碳量较低时，亦可近似地采用 a -Fe、丫 -Fe的点阵参数；3必

9、要时，按点阵参数精确测定原理，用多根线条来确定相分的含碳时，从而得出较精 确的点阵参数。2、 重因子 P:对于立方系,P100=6、P110=12、P111=8如从立方系变为正方系，多重因子要改变，如 100将分成两种面间距不同的晶面，即（100）、（ 010）及（001），其中 P （100） + （010） =4、P （001） =2 见表 4-2 （P77）3、 结构因子F:对体心立方点阵：H+K+L奇数时，F2=0 ; H+K+L偶数时，F2=4f2对面心立方点阵：H、K、L同性时，F2=16f2 ;H、K、L 异性时，F2=0原子散射因子f :与原子序数Z及sin 9 /入有关由附表

10、4查得：方汉：测衍射线的 9角，计算sin 9 /入，由Z及sin 9 /入查得f。 当试样物质的吸收限 入k接近入射X射线波长时，需要修正。F修正=f- f修正值Af附表4 （3）中查得4.1 + cos3 2&sin 8 cos 日角因子，见附录55. e-2M温度因子：对立方晶系:可先求出以上因子求出并连乘，可得Ka、Ky5.测定举例GCr15试片，1050C油淬2.测试设备：BD90衍射仪3.测试条件及方法：Co靶（入=1.7902，附表2）1狭缝：1, 0.16mm 1,扫描速度： /分，采样步宽0.01以a相211线，丫相311线作为对比。4、测量结果及计算：（1）衍射峰净积分强度

11、：测得 a 211的为45924, 丫 311的为14797（2）系数的计算：1. Ka的计算：测得 a 211 线的 29 =99.6 9 =49.8 d=1.1719 q=1.1719=2.8706 a=d丄一 一“ * （正方度不大时，近似按立方系处理）= = 2.2706* =1-7S7xlP211=24 （查 P77 表 4-2 ） F2=4f2sin &（入以A为单位时，附表4中为，无10-8 ）查表并用内插法得：f=12.8碳含量低，.以Fe的f计算）0一4-0427 _ 0.427-0.5 （内插法：1-）F2=4X 9.52=361.0按9查表得:e-2M=e-B其中 況町k

12、玻耳兹曼常数对Fe H=453,测定时室温为22C, T=295查表并用内插法得）+1_A 4琢附町569455.85? 1.66 xl0-?4x 1.38x10x453sin. 8按B及 -查表并用内插法得：e-M=0.944 e-2M=0.891K =1.787 X1- 3X 24X 361.0 X 2.730 X 0.891=37.66另注：a衍射峰可能出现双峰，为什么？因为a为体心正方，当a、C非常接近时，双峰几乎无法分辨，如a 211的峰，为211 等同晶面族的衍射，但由于a、c的区别，使211分成两种面间距，即（211）、 及（112），对应d1、d2出现9 1、B 2,所以出现双峰。Ky的计算：同上，得 心=36.73（4）残余奥氏体量的计算：根据金相观察，无碳化物相，故可直接引用公式:I a =45924 I 丫 =14797 f 丫 =24.8%（5）温度因素对测量结果的影响：若忽略温度因素对衍射强度的影响，例如认为 -则：Ka =37。66 K 丫 =37。44又如衍射强度采用累积脉冲测量时，则 f 丫 =24.5%更简单的处理是将e-2M从系数中去掉，即认为（e-2M）a =（e-2M）丫 =1此时f 丫亦等于24。5% 可见由此引起的误差很小