第四章x射线衍射分析应用 3 物相分析和晶粒大小

衍射分析应用的4个基本方面：

1. 衍射线的指标化 (sin 2 比值序列)2. 点阵常数的精确测定(原理、途径和数据

处理方法)3. 物性的定性、定量分析 4. 晶粒大小和点阵畸变的测定

4.3

X射线物相分析 定性分析 定量分析

利用X射线衍射的方法对试样中由各种元素形成的具有确定结构的化合物(物相),进行定 性和定量分析。

一 X 射 线 物 相 分 析

X射线物相分析给出的结果，不是试样的化学 成分，而是由各种元素组成的具有固定结构的 物相。

定 性 相 分 析

1. 基本原理 2. PDF卡片 3. PDF卡片索引 4. 分析步骤 5.计算机自动检索

定性相分析的依据：

1 基 本 原 理

任何一种结晶物质都具有特定的晶体结构，在一定波长的X射线照射下，每种晶体物质都给出 自己特有的衍射花样。每一种晶体物质和它的

衍射花样都是一一对应的。多相试样的衍射花

样是由它和所含物质的衍射花样机械叠加而成。

通常用d(晶面间距表征衍射线位置)和I (衍射线相对强度)的数据代表衍射花样。 用d-I数据作为定性相分析的基本判据。

定 性 相 分 析 的 判 据

定性相分析方法是将由试样测得的d-I数据 组与已知结构物质的标准d-I数据组(PDF卡 片)进行对比，以鉴定出试样中存在的物相。

J. D. Hanawalt等人于1938年首先发起，以d-I数据组代替衍射花样，制备衍射数据卡片的工作。 1942年“美国材料试验协会(ASTM)”出版约

2

1300张衍射数据卡片(ASTM卡片)。

1969年成立了“粉末衍射标准联合委员会”,由 它负责编辑和出版粉末衍射卡片，称为PDF卡片。 现在由ICDD(International Center for Diffraction Data)负责编辑和出版粉末衍射卡片.

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卡 片

PDF-1: d, IPDF-2: card PDF-3: pattern7

(4)晶体学数据：Sys.—晶系；S.G—空间群;a0、 b0、c0,α、β、γ—晶胞参数；A= a0/b0 , C= c0 / b0 ;Z—晶胞中原子或分子的数目； Ref—参考资料。

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卡 片 的 内 容

(8)矿物学名称。右上角的符号标记表示：*— 数据高度可靠；i—已指标化和估计强度，但可靠 性不如前者；O—可靠性较差；C—衍射数据来自 理论计算。

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卡 片 的 内 容

(9)晶面间距，相对强度和干涉指数。(10)卡片的顺序号。

PDF卡片索引是一种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。由JCPDS 编辑出版手册有： Hanawalt无机物检索手册； 有机相检索手册；

3

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卡 片 索 引

无机相字母索引；Fink无机索引； 矿物检索手册等品种。

Hanawalt 无 机 相 数 值 索 引

索引的

编排方法是：每个相作为一个条目，在索

引中占一横行。每个条目中的内容包括：

衍射花样中八条强线的面间距和相对强度，按相

对强度递减顺序列在前面，随后，依次排列着，化学式，卡片编号，参比强度(I/I)。

这种索引是按照物相英文名称的第一个字母为顺 序编排条目。每个条目占一横行。物相的英文名 称写在最前面，其后，依次排列着化学式，三强 线的d值和相对强度，卡片编号，最后是参比强度

无 机 相 字 母 索 引

(I/Ic)。

定性相分析一般要经过以下步骤： (1)获得衍射花样：可以用德拜照相法，透射聚 焦照相法和衍射仪法。 (2)计算面间距d值和测定相对强度I/I1值( I1 为最强线的强度):定性相分析以2 θ <90°的

4 分 析 步 骤

衍射线为主要依据。(已知元素情况下，分析可能生成的物相，用字母索引检索。)

(3)检索PDF卡片：人工检索或计算机检索。 (4)最后判定：判定唯一准确的PDF卡片。

计算机自动检索主要由数据文件库和检索匹配 两部分组成。

5 计 算 机 自 动 检 索

1) 建立检索匹配2) 数据文件库

概述基本原理 物相定量分析方法 分析实例

二 物 相 定 量 分 析