x射線物相分析ppt課件(編輯修改稿)
2025-01-31 20:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? 概述 ?基本原理 ?物相定量分析方法 ?分析實(shí)例 第二節(jié) 物相定量分析 一、概述 1936 年，開始了礦粉中石英含量的 X射線定量分析； 1945年，弗里德曼發(fā)明衍射儀后， 48年， 內(nèi)標(biāo)定量理論；科恩等發(fā)展總結(jié)出直接比較法； 1974年， ，在此基礎(chǔ)上總結(jié) 出 K值法（又稱基體清洗法）、絕熱法、無標(biāo)樣法。 二、基本原理 設(shè) j為樣品中任一相，某 (HKL)衍射線強(qiáng)度為 Ij，其體積分?jǐn)?shù) 為 fj，樣品 (混合 )線吸收系數(shù)為 μ ； Vj為 j相參加衍射的體積， Wj為 j相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)， Cj、 K分別代表與待測(cè)量無關(guān)的物理量強(qiáng)度 因子。 定量分析的基本依據(jù) ： Ij隨 fj的增加而增高；但由于樣品對(duì) X 射線的吸收， Ij亦不正比于 fj，而是依賴于 Ij與 fj及 μ 之間的關(guān)系。 由于衍 射 儀的吸收因子為 1/2μ ，則復(fù)相中 j相某根衍射線條 的強(qiáng)度為： ＝ K 因此有： （ 1） 稱之為物相定量分析的基本依據(jù) 若被照射體積 V為 1， Vj = Vfj = fj，則有： （ 2） 對(duì)多相樣品中任意兩項(xiàng) j1和 j2, 有： （ 3） 1 1 1 1 12 2 2 2 2j j j j jj j j j jI C V C fI C V C f???測(cè)定某相的含量時(shí)，常用質(zhì)量分?jǐn)?shù)，因此將 fj和 μ 都變成與 質(zhì)量分?jǐn)?shù) ω 有關(guān)的量，則有： （ 4） ?上式是定量分析的基本公式，它將第 j相某條衍射線的強(qiáng)度跟 該相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及混合物的質(zhì)量吸收系數(shù)聯(lián)系了起來。 ?該式通過強(qiáng)度的測(cè)定可以求第 j相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，但此時(shí)必須計(jì) 算 Cj，還應(yīng)知道各相的 μm 和 ρ ，這顯然十分繁瑣。 ?為使問題簡(jiǎn)化，建立了有關(guān)定量分析方法如： 外標(biāo)法、內(nèi)標(biāo) 法、 K值法、直接對(duì)比法、絕熱法、任意內(nèi)標(biāo)法、等強(qiáng)線對(duì)法 和無標(biāo)樣定量法等。 （列魯克斯， Leroux,1953） —— 是將待測(cè)樣品中某一 j 相的衍射線條的強(qiáng)度與純物質(zhì) j相的相同衍射線條強(qiáng)度進(jìn)行直 接比較，即可求出待測(cè)樣品中 j相的相對(duì)含量。 在含 n個(gè)物相的待測(cè)樣品中，若各項(xiàng)的吸收系數(shù) μ 和 ρ 均 相等，根據(jù)式（ 4）可知 j相的強(qiáng)度為： 純物質(zhì) j相的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ω j=100%=1,其強(qiáng)度為： （ Ij） 0 =KC （ 5） （ 4）與（ 5）式相比得： （ 6） 若混合物由質(zhì)量吸收系數(shù)分別為 μ m1和 μ m2的兩相組成，且 μ m1≠μ m2 。若兩相的含量為 ω 1和 ω 2，且 ω 2＝ 1－ ω 1 。混合物的 質(zhì)量吸收系數(shù) μ m為： μ m＝ ω 1μ m1＋ ω 2μ m2＝ ω 1μ m1＋ (1－ ω 1 ) μ m2＝ ω 1(μ m1－ μ m2)＋ μ m2 則混合物中 ω 1相及 ω 1相純物質(zhì)的衍射強(qiáng)度 I1與 I0分別為 : I1=(C1?K1ω 1 )/(ρ 1μ m) （ I1 )0 =(C1 ?K1 )/(ρ 1μ m1 ) 故有： I1 /（ I1 )0 =ω 1 μ m1/[ω 1（ μ m1－ μ m2）＋ μ m2 ] 若 μ m1和 μ m2已知，實(shí)驗(yàn)測(cè)出兩相混合物中第 1相衍射線的強(qiáng)度 I1和純第 1相的同一衍射線強(qiáng)度（ I1） 0之后，則可由上式求出混合物 中第 1相的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ω 1。 混合物試樣中 j相的某一衍射線的強(qiáng)度，與純 j相試樣的同一 衍射線條強(qiáng)度之比，等于 j相在混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。例如，當(dāng) 測(cè)出混合物中 j相的某衍射線的強(qiáng)度為標(biāo)樣同一衍射線強(qiáng)度的 30% 時(shí)，則 j相在混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30%。 但影響強(qiáng)度的因素比較 復(fù)雜，常偏離（ 6）式的線性關(guān)系。實(shí)際工作中，常按一定比例 配制的樣品作定標(biāo)曲線，并用事先作好的定標(biāo)曲線進(jìn)行定量分析 。 若 μ m1和 μ m2未知，欲測(cè)混合物中的含量時(shí)，需要用純物相 配制一系列不同的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ω 1 ω 1 ω 1 … … ，及一個(gè)純 l相樣品 ω 10。在完全相同條件下，分別測(cè)定各個(gè)樣品中 1相所產(chǎn) 生的同一（ hkl）晶面的衍射線強(qiáng)度 I1 I1 I13…… ，以及 I10， 然后以 I11 ／ I10 、 I12／ I10 、 I13／ I10…… 相對(duì)應(yīng)的 ω 1 ω 1 ω 13 、 … … 作圖，繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線 (石英的外標(biāo)法標(biāo)難曲線 )。 此法對(duì)于測(cè)定由同素異構(gòu)物 (相同物質(zhì)組成，但結(jié)構(gòu)不同的物 質(zhì)。如 α － Si02 、 β － Si02，二者都由 Si、 O組成，但其結(jié)構(gòu)完全 不同 )組成的混合物樣品最為有用、方便。如 μ m1 ＝ μ m2 ，則有： I1 /（ I1 )0 =ω 1 ，此時(shí)工作曲線為直線，見圖中 2。 石英質(zhì)量分?jǐn)?shù) ω i 左圖 外標(biāo)法標(biāo)準(zhǔn)曲線 1— 石英－氧化鈹（ μm石 ＞ μm鈹 ） 2— 石英－方石英（ μm石 ＝ μm鈹 ） 3— 石英－氯化鉀（ μm石 ＜ μm鉀 ） 2. 內(nèi)標(biāo)法 在被測(cè)的粉末樣品中加入一種 原來沒有的純標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) S（即為 內(nèi)標(biāo)物質(zhì)）制成復(fù)合試樣，并 以此作出標(biāo)準(zhǔn)曲線來對(duì)含量未知樣 品進(jìn)行測(cè)定 的方法。 ? 標(biāo)樣：常用 Al2O SiO2 ? 被測(cè)試樣含 n相，測(cè) A相，摻內(nèi)標(biāo)物質(zhì) S S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 wS ，被測(cè)相在加入 S前后
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