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物相分析xrd使用費用

發布時間:2022-08-15 17:35:09

A. 什麼是xrd分析

研究X射線波長和一般晶體晶格參數發現,兩者的尺寸是數值相當或比較接近,從而有科學家斷言,晶體晶格是X射線發生衍射現象的天然柵欄!後來果然得到了驗證。晶體是這樣;非晶體的物質沒有這種有規律的格子排列格局,當然就不能獲得X射線衍射現象了。

物質有沒有固定的熔點、沸點,並沒有驗證是一個純凈物、包括晶體的獨有的予以可區別其它物質的測試屬性。晶體的熔點、沸點是相對比較固定,熔程也是比較窄,但擁有這一熔點、沸點的物質未必僅此一個;有些非晶體的純凈物,其熔點沸點也會在一定數值、熔程也會很窄。總之,可能在二十世紀初期還可以這樣做,但現在更科學的大型精密儀器分析法出現後,就不被認同了。

X射線衍射原理及應用介紹:
特徵X射線及其衍射 X射線是一種波長很短(約為20~0.06 nm)的電磁波,能穿透一定厚度的物質,並能使熒光物質發光、照相乳膠感光、氣體電離。在用電子束轟擊金屬「靶」產生的X射線中,包含與靶中各種元素對應的具有特定波長的X射線,稱為特徵(或標識)X射線。考慮到X射線的波長和晶體內部原子間的距離(10^(-8)cm)相近,1912年德國物理學家勞厄(M.von Laue)提出一個重要的科學預見:晶體可以作為X射線的空間衍射光柵,即當一束X射線通過晶體時將會發生衍射;衍射波疊加的結果使射線的強度在某些方向上增強、而在其它方向上減弱;分析在照相底片上獲得的衍射花樣,便可確定晶體結構。這一預見隨後為實驗所驗證。1913年英國物理學家布拉格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)在勞厄發現的基礎上,不僅成功地測定了NaCl、KCl等的晶體結構,並提出了作為晶體衍射基礎的著名公式——布拉格定律:
2d sinθ=nλ,式中,λ為X射線的波長,衍射的級數n為任何正整數。
當X射線以掠角θ(入射角的餘角,又稱為布拉格角)入射到某一具有d點陣平面間距的原子面上時,在滿足布拉格方程時,會在反射方向上獲得一組因疊加而加強的衍射線。

X射線衍射應用:
1、當X射線波長λ已知時(選用固定波長的特徵X射線),採用細粉末或細粒多晶體的線狀樣品,可從一堆任意取向的晶體中,從每一θ角符合布拉格條件的反射面得到反射。測出θ後,利用布拉格公式即可確定點陣平面間距d、晶胞大小和晶胞類型;
2、利用X射線結構分析中的粉末法或德拜-謝樂(Debye—Scherrer)法的理論基礎,測定衍射線的強度,就可進一步確定晶胞內原子的排布。
3、而在測定單晶取向的勞厄法中所用單晶樣品保持固定不變動(即θ不變),以輻射線束的波長λ作為變數來保證晶體中一切晶面都滿足布拉格條件,故選用連續X射線束。再把結構已知晶體(稱為分析晶體)用來作測定,則在獲得其衍射線方向θ後,便可計算X射線的波長λ,從而判定產生特徵X射線的元素。這便是X射線譜術,可用於分析金屬和合金的成分。
4、X射線衍射在金屬學中的應用
X射線衍射現象發現後,很快被用於研究金屬和合金的晶體結構,出現了許多具有重大意義的結果。如韋斯特格倫(A.Westgren)(1922年)證明α、β和δ鐵都是體心立方結構,β-Fe並不是一種新相;而鐵中的α—→γ相轉變實質上是由體心立方晶體轉變為面心立方晶體,從而最終否定了β-Fe硬化理論。隨後,在用X射線測定眾多金屬和合金的晶體結構的同時,在相圖測定以及在固態相變和范性形變研究等領域中均取得了豐碩的成果。如對超點陣結構的發現,推動了對合金中有序無序轉變的研究;對馬氏體相變晶體學的測定,確定了馬氏體和奧氏體的取向關系;對鋁銅合金脫溶的研究等等。目前 X射線衍射(包括X射線散射)已經成為研究晶體物質和某些非晶態物質微觀結構的有效方法。
在金屬中的主要應用有以下方面:
(1)物相分析 是X射線衍射在金屬中用得最多的方面,又分為定性分析和定量分析。定性分析是把對待測材料測得的點陣平面間距及衍射強度與標准物相的衍射數據進行比較,以確定材料中存在的物相;定量分析則根據衍射花樣的強度,確定待測材料中各相的比例含量。
(2)精密測定點陣參數 常用於相圖的固態溶解度曲線的繪制。溶解度的變化往往引起點陣常數的變化;當達到溶解限後,溶質的繼續增加引起新相的析出,不再引起點陣常數的變化。這個轉折點即為溶解限。另外點陣常數的精密測定可獲得單位晶胞原子數,從而可確定固溶體類型;還可以計算出密度、膨脹系數等有用的物理常數。
(3)取向分析 包括測定單晶取向和多晶的結構(如擇優取向)。測定硅鋼片的取向就是一例。另外,為研究金屬的范性形變過程,如孿生、滑移、滑移面的轉動等,也與取向的測定有關。
(4)晶粒(嵌鑲塊)大小和微觀應力的測定 由衍射花樣的形狀和強度可計算晶粒和微應力的大小。在形變和熱處理過程中這兩者有明顯變化,它直接影響材料的性能。
(5)宏觀應力的測定 宏觀殘留應力的方向和大小,直接影響機器零件的使用壽命。利用測定點陣平面在不同方向上的間距的改變,可計算出殘留應力的大小和方向。
(6)對晶體結構不完整性的研究 包括對層錯、位錯、原子靜態或動態地偏離平衡位置,短程有序,原子偏聚等方面的研究(見晶體缺陷)。
(7)合金相變 包括脫溶、有序無序轉變、母相新相的晶體學關系,等等。
(8)結構分析 對新發現的合金相進行測定,確定點陣類型、點陣參數、對稱性、原子位置等晶體學數據。
(9)液態金屬和非晶態金屬 研究非晶態金屬和液態金屬結構,如測定近程序參量、配位數等。
(10)特殊狀態下的分析 在高溫、低溫和瞬時的動態分析。
此外,小角度散射用於研究電子濃度不均勻區的形狀和大小,X射線形貌術用於研究近完整晶體中的缺陷如位錯線等,也得到了重視。
X射線分析的新發展
金屬X射線分析由於設備和技術的普及已逐步變成金屬研究和材料測試的常規方法。早期多用照相法,這種方法費時較長,強度測量的精確度低。50年代初問世的計數器衍射儀法具有快速、強度測量准確,並可配備計算機控制等優點,已經得到廣泛的應用。但使用單色器的照相法在微量樣品和探索未知新相的分析中仍有自己的特色。從70年代以來,隨著高強度X射線源(包括超高強度的旋轉陽極X射線發生器、電子同步加速輻射,高壓脈沖X射線源)和高靈敏度探測器的出現以及電子計算機分析的應用,使金屬 X射線學獲得新的推動力。這些新技術的結合,不僅大大加快分析速度,提高精度,而且可以進行瞬時的動態觀察以及對更為微弱或精細效應的研究。
5、X射線物相分析
X射線照射晶體物相產生一套特定的粉未衍射圖譜或數據D-I值。其中D-I與晶胞形狀和大小有關,相對強度I/I0,與質點的種類和位置有關。
與人的手指紋相似,每種晶體物相都有自己獨特的XPD譜。不同物相物質即使混在一起,它們各自的特徵衍射信息也會獨立出現,互不幹擾。據此可以把任意純凈的或混合的晶體樣品進行定性或定量分析。
(1) X射線物相定性分析
粉未X射線物相定性分析無須知曉物質晶格常數和晶體結構,只須把實測數據與(粉未衍射標准聯合會)發行的PDF卡片上的標准值核對,就可進行鑒定。
當然這是對那些被測試研究收集到卡片集中的晶相物質而言的,卡片記載的解析結果都可引用。
《粉末衍射卡片集》是目前收集最豐富的多晶體衍射數據集,包括無機化合物,有機化合物,礦物質,金屬和合金等。1969年美國材料測試協會與英、法、加等多國相關協會聯合組成粉末衍射標准聯合會,收集整理、編輯出版PDF卡片,每年達到無機相各一組,每組1500-2000張不等.1967年前後,多晶粉未衍射譜的電子計示示機檢索程序和資料庫相繼推出.日本理學公司衍射射儀即安裝6個檢索程序(1)含947個相的程序;(2)含2716個相的常用相程序;(3)含3549個相的礦物程序;(4)含6000個相的金屬和合金程序;(5)含31799個相的無機相程序(6)含11378個相的有機相程序.每張片尾記錄一個物相。
(2)多相物質定性分析
測XRD譜,得d值及相對強度後查索引,得卡片號碼後查到卡片,在±1%誤差范圍內若解全部數據符合,則可判斷該物質就是卡片所載物相,其晶體結構及有關性能也由卡片而知。這是單一物相定性分析。
多相混合物質的XRD譜是各物相XRD譜的迭加,某一相的譜線位置和強度不因其它物相的存在而改變,除非兩相間物質吸收系數差異較大會互相影響到衍射強度。固熔體的XRD譜則以主晶相的XRD為主。
已知物相組分的多相混合物,或者先嘗試假設各物相組分,它們的XRD譜解析相對要容易得多。分別查出這些單一物相的已知標准衍射數據,d值和強度,將它們綜合到一起,就可以得到核實其有無。如鋼鐵中的δ相(馬氏體或鐵素體)γ相(奧氏體)和碳化物多相。
完全未知的多相混合物,應設法從復相數據中先查核確定一相,再對餘下的數據進行查對。每查出一相就減少一定難度,直至全部解決。當然對於完全未知多相樣品可以了解其來源、用途、物性等推測其組分;通過測試其原子吸收光譜、原子發射光譜,IR、化學分析、X射線熒光分析等測定其物相的化學成分,推測可能存在的物相。查索到時,知道組分名稱的用字順索引查,使用d值索引前,要先將全部衍射強度歸一化,然後分別用一強線、二強線各種組合、三強線各種組合…聯合查找直至查出第一主相。標記其d值,I/I1值。把多餘的d值,I/I1值再重新歸一化,包括與第一主相d值相同的多餘強度值。繼續查找確定第二主相,直至全部物相逐一被查找出來並核對正確無誤。遇到沒被PDF卡收錄的物相時,需按未知物相程序解析指認。
物相定性分析中追求數據吻合程度時,(1)d值比I/I1值更重要,更優先。因為d測試精度高,重現性好;而強度受純度(影響解析度)、結晶度(影響峰形)樣品細微度(同Q值時吸收不同),輻射源波長(同d值,角因子不同)、樣品制備方法(有無擇優取向等)、測試方法(照相法或衍射儀法)等因素影響,不易固定。(2)低角度衍射線比高角度線重要。對不同晶體而言低角度線不易重迭,而高角度線易重迭或被干擾。(3)強線比弱線重要。尤其要重視強度較大的大d值線。

(3) X射線物相定量分析
基本原理和分析
在X射線物相定性分析基礎上的定量分析是根據樣品中某一物相的衍射線積分強度正變化於其含量。不能嚴格正比例的原因是樣品也產生吸收。對經過吸收校正後的的衍射線強度進行計算可確定物相的含量。這種物相定量分析是其它方法,如元素分析、成分組分分析等所不能替代的。
6、結晶度的XRD測定
7、高分子結晶體的X射線衍射研究

B. XRD圖譜怎麼分析,都有哪些處理方法

X射線衍射譜(XRD)是針對晶體結構物質的。如果樣品是純粹晶體的,不論是單晶體、多晶體還是混合晶體,則XRD譜會是:基線幾近水平,峰形很窄、很尖銳、幾近呈等腰三角形。如果樣品是無定形的、非晶體,XRD譜沒有衍射峰只會是一個或幾個很寬的、解釋為無定形結構的相干散射譜圖。部分晶體物樣品的XRD譜應是前兩者的組合,各自比例的關系可以從尖銳峰形到峰底面積的加和總面積與無定形峰群到相干散射峰底線(不一定是XRD譜基線)的面積之和的比獲得,但不是正比例(因為衍射與相干散射的相關能量不是1:1關系)。

利用 X射線粉末衍射圖譜和數據,
可以解析譜圖獲得樣品的定性結論:是不是晶體物質;含晶體結構大致多少;
經過嚴格的譜線解析與計算,可以定量分析得出被鑒定物的含量比例純度等;
XRD譜應用不僅可針對物質-化合物單質純凈物合金共熔物等的,也可以針對某一晶相:混合晶相中的單一晶相的定性分析、單一晶相的定量分析;
還可以解析出被鑒定物的結晶度;......
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一個類似問題 和 回答如下:
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怎樣根據X射線衍射圖測算其相數

我們前幾天做了產品的X射線衍射圖,但沒有α、β相的值。還有能不能告訴我這些英文在X射線衍射圖中怎樣表示。
SCAN:3.0/85.0/0.02/0.15(sec),Cu(40kV,30mA),I(cps)=339,
PEAK:21-pts/Parabolic Filter,Threshold=3.0,Cutoff=0.1%,BG=3/1.0,Peak-top=summit
NOTE:intensity=CPS,2t(0)=0.0(deg),wavelength to compute d-spacing=1.54056Å(CU/K-alpha1)
問題補充:根據這些數據是不是能夠進行測算呢,有沒有什麼具體的公式呢??這些英文表示什麼呢??急!急!
2-Theta d(Å) BG Height Height% Area Area% FWHM XS(Å)
13.583 6.5135 8 110 33.0 26.8 38.2 0.207 639
19.136 4.6342 4 24 7.2 5.4 7.7 0.191 689
20.160 4.4010 5 39 11.7 9.9 14.1 0.216 514
20.741 4.2791 4 142 42.6 34.4 49.0 0.206 560
23.099 3.8472 4 65 19.5 17.7 25.3 0.232 441
23.558 3.7733 5 115 34.5 26.7 38.0 0.197 586
26.641 3.3432 7 79 23.7 21.5 30.7 0.232 431
27.238 3.2714 6 333 100.0 70.1 100.0 0.179 678
31.159 2.8680 5 143 42.9 36.0 51.4 0.214 474

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關於「怎樣根據X射線衍射圖測算其相數」的回答如下:

SCAN:3.0/85.0/0.02/0.15(sec),Cu(40kV,30mA),I(cps)=339,
掃描:從3.0度/到85.0度/步長0.02度/用時0.15(sec),X射線Cu(40kV,30mA),I(cps)=339,最強峰強I1=339(每秒計數counts per sec)

PEAK:21-pts/Parabolic 峰數:21個/拋物線型
Filter,Threshold=3.0,Cutoff=0.1%,BG=3/1.0,Peak-top=summit 濾波,閾值=3.0,截止限=0.1%,峰頂=峰頂點
NOTE:intensity=CPS,2t(0)=0.0(deg),wavelength to compute d-spacing=1.54056Å(CU/K-alpha1) 註:強度=每秒計數,2t(0)=0.0(deg度),用於計算晶格間距d的波長=1.54056Å(CU/K-alpha1銅靶/K-alpha 1線)

布拉格定律公式:
2d sin θ = nλ,式中,λ為X射線的波長,λ=1.54056Å,衍射的級數n為任何正整數,這里一般取一級衍射峰,n=1。
當X射線以掠角θ(入射角的餘角,又稱為布拉格角)入射到你的晶體或部分晶體樣品的某一具有d點陣平面間距的原子面上時,就能滿足布拉格方程,從而測得了這組X射線粉末衍射圖(資料)。
你計算時,注意:
第一列數據,是2θ 角,要除以2才是用到公式中的θ 。
第二列數據,晶體的晶面間距d,單位是Å,
第三列數據,BG,可能是背景縮寫;
第四列數據,峰高,計數值;
第五列數據,相對峰高(%),是把最強峰作為歸一化標準的相對強度值;
第六列數據,峰面積;
第七列數據,相對峰面積(%);
第八列數據,FWHM-Full width at half maximum (脈沖)峰半高寬;一般用於計算的峰強度使用高度就可以了,這是把峰都看成是常規峰。但這一項 FWHM 可以給出特異峰信息,特異峰在解析時會帶來特殊意義。
第九列數據,XS(Å),XS是晶粒度(Å)。

α、β相的值,要靠解析譜圖、再藉助查找PDF(《粉末衍射卡片集》)卡片上的標准值進行核對、鑒定、計算去獲得。

一般XRD譜,從d值和相對峰強值出發,可以藉助PDF卡片索引找到它的PDF卡片。如果核對你的XRD譜數據果真與卡片上所列一致,那卡片上的結論:晶體晶系、晶胞參數、各XRD峰指認到各晶面的歸屬結論、等等,都可以引用,從而完成XRD譜解析。

如果你的樣品是開創性的、前人沒有做過的工作,那測試後解析的工作非常巨大!搞一二年都是值得的。

C. XRD物相分析要電拋嗎

不要
每一次的電拋操作都會造成數據失真,建議物相分析完畢後電拋,使得輸出的報告更易讀

D. 求助XRD物相分析!希望有蟲友能解答下!

如果知道兩個物相的大致組分的話,限定元素即可從標准卡中對比出;如果不知道,只能看與標准卡主、次峰的強度是不是相似,出峰位置是不是一樣,以確定是哪一種物相,希望對你有幫助。

E. 什麼是XRD物相定量分析

XRD物相定量分析
,就是測定混合物相中各相的相對含量。是在完成了樣品的
XRD物相定性分析
工作的基礎上,利用衍射花樣中待測相衍射強度,分析每個相在樣品中的重量百分含量的技術。XRD物相定量分析方法的前提是XRD物相定性分析。在進行定量分析之前,必須對混合物所含物相准確定性。

F. 哪位大神幫幫忙,我這里有3組XRD的實驗數據,需要用Jade軟體和origin軟體配合完成XRD物相分析。

這里可以下載到,XRD世界網。
下載頁面,http://www.xrdworld.com/bbs/thread-41-1-1.html
好像要注冊才能下載附件。

G. XRD 實驗

燒結合成堇青石試樣的 XRD 分析採用德國 Bruker AXS 公司生產的 D8 ADVANCE X-射線儀。測試條件為 Cu 靶 Kα射線,管電壓40 kV,管電流40 mA,狹縫系統為 DS = SS =0. 6°,RS = 0. 1 mm,掃描速度為 6° / min,步長為 2θ = 0. 02°,掃描角度為 2θ = 50°。試樣的定量物相分析採用 DiffracPlusDquant 軟體進行。

H. XRD圖譜如何做物相分析

xrd可做塊體樣品表面物相分析
xrd圖中有很多信息,如組成(物相)和結構、粒度、應力、結晶度等,其分析方法各不相同.
比如,若是做物相分析,樣品是已知物質的,你只要將xrd圖譜與標准圖進行比對就可以大致判斷,一般設備中都會提供已知物資料庫,供調用比對,做到這一點,外行也可以很快入門,是最簡單的分析了;當然雜相分析就需要一定的經驗了,不是一兩句話就能說清楚的.若是做的未知物(新物相),則必須做純,再用相應軟體如powderx等來處理,也有一定的技巧.
總之,xrd分析是一門專業性較強的技術,需要投入時間和精力才能學會的,不是通過這樣的求助能解決的.

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