材料分析基础实验报告之X射线衍射(XRD)物相分析
X射线衍射实验报告

实验报告:X 射线衍射一、实验原理X 射线衍射分析技术是一种十分有效的材料分析方法,在众多领域的研究和生产中被广泛应用。
X 射线衍射分析法是研究物质的物相和晶体结构的主要方法。
当某物质(晶体或非晶体) 进行衍射分析时,该物质被X 射线照射产生不同程度的衍射现象,物质组成、晶型、分子内成键方式、分子的构型、构象等决定该物质产生特有的衍射图谱。
X 射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。
因此,X 射线衍射分析法作为材料结构和成分分析的一种现代科学方法,已逐步在各学科研究和生产中广泛应用。
X 射线与物质的相互作用X 射线与物质的相互作用分为两个方面,一是被原子吸收,产生光电效应;二是被电子散射。
X 射线衍射中利用的就是被电子散射的X 射线。
X 射线散射:当光子和原子上束缚较紧的电子相互作用时,光子的行进方向受到影响而发生改变,但它的能量并不损失,故散射线的波长和原来的一样,这种散射波之间可以相互干涉,引起衍射效应,这是相干散射,是取得衍射数据的基础。
X 射线的相干散射是XRD 技术应用的基础,接下来研究一下X 射线衍射的条件,找到其与物质本身结构之间的关系。
X 射线衍射一束平行的X 光照到两个散射中心O 、M 上,见下图O 与M 之间的距离远小于它们到观测点的距离,从而可以认为,观测到的是两束平行散射线的干涉。
下面考查散射角为2θ时散射线的干涉情况。
0ˆs 和ˆs分别表示入射线和散射线方向上的单位矢量。
两条散射线之间的光程差为mo on δ=+即00ˆˆˆˆ()sr s r s s r δ=-⋅+⋅=-⋅ 其中r 为两个散射中心之间的位置矢量,与δ相应的相位差φ应为 0ˆˆ22ss r πφδπλλ-=⋅=⋅散射线之间的相位差φ是决定散射线干涉结果的关键量。
因此有必要再进一步讨论。
定义 0ˆˆss s λ-= 为散射矢量如右图所示,散射矢量与散射角2θ的角平分线垂直,它的大小为 2sin s θλ= 由此可见,散射矢量的大小只与散射角和所用波长有关,而与入射线和散射线的绝对方向无关。
XRD实验报告_2

材料的表征实验报告——XRDK值法物相定量分析一实验目的本实验目的是动手操作X射线衍射仪, 对结果通过X射线K值法定量相分析, 使学生熟悉X射线衍射仪的结构和工作原理, 熟悉和掌握X射线定量相分析的基本原理及实验方法。
二实验器材及药品Rigaku D/max 2500 PC X射线衍射仪、玛瑙研磨器、电子天平、称量纸、药匙、CaCO3.TiO2.待测样品三实验原理X射线衍射仪对称扫描: 样品置于测角仪圆心上, X射线, X射线探测器均以测角仪圆心为中心旋转。
混合物中某物相所产生的衍射线强度与其在混合物中的含量是相关的。
混合物相的X射线定量相分析, 就是用X射线衍射的方法通过衍射图谱的衍射峰强度来测定混合物中各种物相的含量百分数。
根据公式Ia / Is = Kas·wa’/ws;在公式中, Kas为a相(待测相)对s相(内标相)的K值,四实验过程1.称量质量比为1:1的二氧化钛和碳酸钙混和, 并使用玛瑙研磨器研磨混合均匀, 再将粉末置于光刻好的有沟槽的载玻片上, 用玻璃瓶压平整, 放入X射线衍射仪的样品台上进行衍射。
2.使用玛瑙研磨器研磨1号待测样品至混合均匀, 称量待测样品的重量, 再称量一定量CaCO3(1.0g),以及适量研磨好的1号待测物(1.6g);将称量好的CaCO3以及样品混合, 在玛瑙研磨器中研磨一段时间混合均匀, 研磨完成后, 将粉末置于光刻好的有沟槽的载玻片上, 用力压粉末至平整, 放入X射线衍射仪的样品台上进行衍射。
3得到衍射图谱, 进行物相分析。
五实验数据处理TiO2-1: 25.44 ° 364TiO2-2: 27.60 ° 594CaCO3: 29.64° 689根据PDF 卡片比对TiO2-1: 25.76 ° 284 2844099042691840100200300400500600700800900100020222426283032343638404244464850525456586062XRD-1Intensity Omega/°TiO2-2: 27.84 ° 409CaCO3: 29.84° 904计算K 值利用公式Ia / Is = Kas ·wa ’/ws (此处假定样品中TiO2为金红石相, 即利用TiO2-1计算)1:111S S i S i S i i i SS S S I I w I w w K I I w I w ⨯⨯⨯⨯⎛⎫== ⎪--⎝⎭ 式中 W i ——待测样中i 相含量;Ii, Is ——复合样中i 相和参考相S 的强度;S i K ——参考相S 与i 相含量1:1时的强度比S iI I ; W s ——参考相S 的掺入量。
X射线衍射法进行物相分析

华南师范大学实验报告学生姓名学号专业年级、班级课程名称材料科学与工程实验_____实验时间实验项目X-射线衍射法进行物相分析_实验指导老师实验评分 _________________________________一、实验原理1.学习了解X射线衍射仪的结构和工作原理;2.掌握X射线衍射仪定性分析的方法和步骤。
二、实验原理根据晶体对 X 射线的衍射特征-衍射线的位置、强度及数量来鉴定结晶物之物相的方法,就是 X 射线物相分析法。
每一种结晶物质都有各自独特的化学组成和晶体结构。
没有任何两种物质,它们的晶胞大小、质点种类及其在晶胞中的排列方式是完全一致的。
因此,当 X 射线被晶体衍射时,每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样,它们的特征可以用各个衍射晶面间距 d 和衍射线的相对强度 I/I0 来表征。
其中晶面间距 d 与晶胞的形状和大小有关,相对强度则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。
所以任何一种结晶物质的衍射数据 d 和 I/I0 是其晶体结构的必然反映,因而可以根据它们来鉴别结晶物质的物相。
χ-射线衍射是研究药物多晶型的主要手段之一,它有单晶法和粉末χ-射线衍射法两种。
可用于区别晶态与非晶态、混合物与化合物。
可通过给出晶胞参数,如原子间距离、环平面距离、双面夹角等确定药物晶型与结构。
粉末法研究的对象不是单晶体,而是许多取向随机的小晶体的总和。
此法准确度高,分辨能力强。
每一种晶体的粉末图谱,几乎同人的指纹一样,其衍射线的分布位置和强度有着特征性规律,因而成为物相鉴定的基础。
它在药物多晶的定性与定量方面都起着决定性作用。
当χ-射线(电磁波)射入晶体后,在晶体内产生周期性变化的电磁场,迫使晶体内原子中的电子和原子核跟着发生周期振动。
原子核的这种振动比电子要弱得多,所以可忽略不记。
振动的电子就成为一个新的发射电磁波波源,以球面波方式往各个方向散发出频率相同的电磁波,入射χ-射线虽按一定方向射入晶体,但和晶体内电子发生作用后,就由电子向各个方向发射射线。
X射线衍射技术之四-物相分析

什么是物相?
物相是从结构角度对某一物质种类的描述. 化学组成相同但结构类型不同的物质视为不 同的物相,如方解石和文石.化学组成不同但结 构类似的物质也属不同的物相,因为二者在结 构参数方面存在差别.
物相分析分为定性分析和定量分析。定性分 析目的是确定待测物质成分及结构类型;定 量分析不仅确定物质成分及结构类型,而且 确定各物相质量分数。因此定性分析是定量 分析的基础和前提。
1.粉末衍射卡
粉未衍射卡(Power Diffraction File, 简称 PDF卡)是1941年美国道氏化学(Dow Chemical)公司从1938年起由哈那瓦尔物(J. D. Hanawalt)等人首创的标准衍射数据,在 美国材料试验协会(ASTM)的赞助下,以3 inch×5 inch (76.2 mm×127 mm)的卡片形 式发行,故也称ASTM卡。
I j Cj
Vj
Cj
fj
式中Cj──样品中与第j相有关的常数; μ ──混合样品的线吸收系数.
fj W j m m m Ij C 将 代入 V x j 变换为以xj和µ m表示的形式如下
fj
j
Ij
Cj xj
j m
Cj
'
xj
m
此式是X射线物相定量分析的基本公式。µm不是j相 的质量吸收系数,而是整个待测试样总的质量吸收 系数. n
第2节 XRD物相定量分析
一.定量分析法原理
X射线定量相分析方法是在完成了样品 的物相定性分析工作的基础上,利用衍射 花样中待测相衍射强度,分析每个相在样 品中的重量百分含量的技术。
XRD粉末衍射强度公式:
3 4 2 I e 1 c o s 2 1 2 2 2 M 0 I ( 2 ) ( ) ( F P N ) (2 ) ( e) () V h k l h k l h k l 4 3 2 m c R s i n c o s 2
2017X射线衍射及物相分析实验报告写法[5篇模版]
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实验报告内容:文中红体字部分请删除后补上自己写的内容班级学号姓名综合实验 X射线衍射仪的使用及物相分析实验时间,地点一、实验目的1.了解x射线衍射仪的构造及使用方法;2.熟悉x射线衍射仪对样品制备的要求;3.学会对x射线衍射仪的衍射结果进行简单物相分析。
二、实验原理(X射线衍射及物相分析原理分别见《材料现代分析方法》第一、二、三、五章。
)三、实验设备Ultima IV型变温全自动组合粉末多晶X射线衍射仪。
(以下为参考内容)X衍射仪由X射线发生器、测角仪、记录仪等几部分组成。
图1 热电子密封式X射线管的示意图图1是目前常用的热电子密封式X射线管的示意图。
阴极由钨丝绕成螺线形,工作时 1通电至白热状态。
由于阴阳极间有几十千伏的电压,故热电子以高速撞击阳极靶面。
为防止灯丝氧化并保证电子流稳定,管内抽成1.33×10-9~1.33×10-11的高真空。
为使电子束集中,在灯丝外设有聚焦罩。
阳极靶由熔点高、导热性好的铜制成,靶面上被一层纯金属。
常用的金属材料有Cr,Fe,Co,Ni,Cu,Mo,W等。
当高速电子撞击阳极靶面时,便有部分动能转化为X射线,但其中约有99%将转变为热。
为了保护阳极靶面,管子工作时需强制冷却。
为了使用流水冷却和操作者的安全,应使X射线管的阳极接地,而阴极则由高压电缆加上负高压。
x射线管有相当厚的金属管套,使X射线只能从窗口射出。
窗口由吸收系数较低的Be片制成。
结构分析用X射线管通常有四个对称的窗口,靶面上被电子袭击的范围称为焦点,它是发射X射线的源泉。
用螺线形灯丝时,焦点的形状为长方形(面积常为1mm×10mm),此称为实际焦点。
窗口位置的设计,使得射出的X 射线与靶面成60角(图2),从长方形的短边上的窗口所看到的焦点为1mm2正方形,称点焦点,在长边方向看则得到线焦点。
最新6《材料研究与测试方法》X射线衍射物相分析幻灯片课件

Wi
W i 1Ws
而 Ii CKi
Wi
n1
2i W( i m)i
i1
Is CKs
Ws
n1
2s Wi(m)i
i1
Ii Is
K Ksi si W WsiKsiW Wsi
K
i s
只与两相的密度和衍射角有关,与相的含量无关,K
i是一个
s
常数,要求
W
i
得先求
9-206 2.08 1.80 1.27
19-35 2.08 1.80 1.27
9-97 2.07 1.80 1.27
相对强度I/I1
100 50
20
100 80
80
100 46
20
100 80
80
100 35
20
100 70
50
表3 4-836卡片Cu的衍射数据
d/Å I/I1 d/Å
I/I1
2.088 100 1.0436 5
编辑出版的手册有: – Hanawalt无机物检索手册; – 有机相检索手册; – 无机相字母索引; – Fink无机索引; – 矿物检索手册等品种。
1.字母索引
排列:以英文名称字母顺序排列 内容:物质化学式、三强线的d值和相对强度I/I1 应用:样品化学成分已知时采用。
2. 数值索引——Hanawalt无机相数值索引
1.22 5
0.83 8
1.08 20
0.81 10
表2 与待测试样三强线d值符合较好的一些物相
物质 待测物质 Cu-Be(2.4%) Cu Cu-Ni Ni3(AlTi)C Ni3Al
卡片号
d/Å
2.09 1.80 1.28
XRD物相定量分析
XRD物相定量分析X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)是一种常用的材料物相分析方法,可以确定材料的结晶结构、晶格参数以及物相比例等信息。
通过测量材料对入射X射线的衍射,可以得到衍射谱图,通过对谱图的分析计算,可以得到材料的物相及其定量分析结果。
本文将介绍XRD物相定量分析的基本原理、常用方法和数据处理过程。
X射线衍射的基本原理是由入射的X射线通过晶体与晶体原子或分子发生散射而产生的。
根据布拉格定律,当入射角度满足2dsinθ=nλ时,其中d是晶格面间距,θ是入射和散射光束夹角,n是整数,λ是X射线波长,就会发生衍射。
不同晶体具有不同的晶格参数和晶体结构,因此它们会在不同的衍射角(θ值)出现不同的衍射峰,通过测量衍射角可以获得晶体的结构信息。
XRD物相定量分析的实验步骤主要包括样品的制备、衍射谱图的测量和数据处理等。
首先,样品需要制备成适当的形式,通常是粉末状或薄片状。
对于晶体较大的样品,可以直接进行测量;而对于晶体粒度较小的样品或非晶体样品,需要进一步进行研磨和退火等处理,以提高样品的结晶度。
制备完成后,将样品放置在X射线衍射仪的样品台上,进行衍射谱图的测量。
衍射谱图的测量通常采用旋转或倾斜方式,分别称为旋转衍射和倾斜衍射。
在旋转衍射中,样品台固定,X射线管和检测器绕着样品台进行旋转,测量不同角度下的衍射强度。
在倾斜衍射中,样品台和检测器保持固定,X射线管进行倾斜照射,测量不同角度下的衍射强度。
通过测量一系列角度下的衍射强度,可以得到样品的衍射谱图。
XRD物相定量分析方法有许多种,常用的包括全谱法、内标法、正交试验法、铺峰法等。
全谱法是通过将衍射谱图进行全范围积分来定量分析各个物相的含量,适用于物相含量差异较大的样品。
内标法是通过在样品中加入已知物相作为内标,根据内标峰的强度比值来计算其他物相的含量,适用于物相含量差异不大的样品。
正交试验法是通过设计一系列正交试验样品,根据试样中各物相峰的强度来计算各物相的含量,适用于物相含量差异较大的样品。
X-射线衍射法进行物相分析.
X-射线衍射法进行物相分析一. 实验题目X射线衍射物相定性分析二. 实验目的及要求学习了解X射线衍射仪的结构和工作原理;掌握X射线衍射物相定性分析的方法和步骤;给定实验样品,设计实验方案,做出正确分析鉴定结果。
三. 实验原理根据晶体对X射线的衍射特征-衍射线的位置、强度及数量来鉴定结晶物质之物相的方法,就是X射线物相分析法。
每一种结晶物质都有各自独特的化学组成和晶体结构。
没有任何两种物质,它们的晶胞大小、质点种类及其在晶胞中的排列方式是完全一致的。
因此,当X 射线被晶体衍射时,每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样,它们的特征可以用各个衍射晶面间距d和衍射线的相对强度I/I0来表征。
其中晶面间距d与晶胞的形状和大小有关,相对强度则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。
所以任何一种结晶物质的衍射数据d和I/I0是其晶体结构的必然反映,因而可以根据它们来鉴别结晶物质的物相。
四. 实验仪器图一X射线衍射仪本实验使用的仪器是Y-2000射线衍射仪( 丹东制造)。
X射线衍射仪主要由X射线发生器(X射线管)、测角仪、X射线探测器、计算机控制处理系统等组成。
衍射仪如图一所示。
1.X射线管X射线管主要分密闭式和可拆卸式两种。
广泛使用的是密闭式,由阴极灯丝、阳极、聚焦罩等组成,功率大部分在1~2千瓦。
可拆卸式X射线管又称旋转阳极靶,其功率比密闭式大许多倍,一般为12~60千瓦。
常用的X射线靶材有W、Ag、Mo、Ni、Co、Fe、Cr、Cu等。
X射线管线焦点为1×10平方毫米,取出角为3~6度。
选择阳极靶的基本要求:尽可能避免靶材产生的特征X射线激发样品的荧光辐射,以降低衍射花样的背底,使图样清晰。
测角仪是粉末X射线衍射仪的核心部件,主要由索拉光阑、发散狭缝、接收狭缝、防散射狭缝、样品座及闪烁探测器等组成。
(1)衍射仪一般利用线焦点作为X射线源S。
如果采用焦斑尺寸为1×10平方毫米的常规X射线管,出射角6°时,实际有效焦宽为0.1毫米,成为0.1×10平方毫米的线状X射线源。
x射线衍射实验实验报告
四、实验步骤
见实验指导书六、七、八、九。
主要包括:
1.样品的制备及试样的测试
2.实验参数的选择(测量方法、测量范围、量程、扫描速度等)
3.数据处理
4.物理定性分析程序(以三强线法为准)
针对自己的实验数据写出检索过程及检索结果。
五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)及分析结果
《x射线衍射实验》实验报告
开课实验室:材料学院材料测试中心年月日
学院
学号
姓名
成绩
课程名称
现代材料检测技术实验
实验项目
名称
利用X射线衍射仪进行多相物质的相分析
指导教师
教师评语
教师签名:
年月日
一、实验目的
见实验指导书一、
二、实验原理
见实验指导书三、
三、使用仪器、材料
仪器:日本RIGAKU Dmax-RBX射线衍射仪。
注:参考教材283页,表实2-1.
将实验数据及检索结果(PDF数据)填入表格。
六、实验的体会及讨论
仪器分析实验 X射线衍射物相分析
X射线衍射物相分析开课实验室:环境资源楼105【实验目的】(1)了解Philips射线衍射仪的基本结构和工作原理;(2)基本掌握样品测试过程;(3)掌握利用衍射图进行物相分析的方法。
【基本原理】•原理概述:晶体晶面间距约为10-10m量级,与X射线波长范围(0.1-10埃)相符合,因此X射线在遇到晶体时,可能发生衍射现象,从而推测出其结构信息;•X射线与特征(或标识)X射线:X射线是一种波长很短的电磁波,穿透能力强;在用电子束轰击金属靶,如铜,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。
对铜靶来说,其中包含Kα1、Kα2及Kβ三种特征X射线;•X射线衍射:将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时,X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射,散射的X射线在某些方向上相位得到加强,从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。
但并不是所有情况下X射线都发生衍射,其必须满足的条件是布拉格方程:2d sin θ=nλ即当λ确定且n=1(一次衍射)时,则只有当θ角满足:θ=arcsin!!!"时才可发生衍射。
故根据布拉格方程,通过合理地转动样品、X光管和接收器,调整θ角,扫描一张谱图,则可以得到这一晶体样品的结构信息;•晶体X射线衍射图谱:由于每种晶体其X光衍射都有一组特定的d值,粉末线的分布是一定的;每种晶体内原子排列也是一定的,因此衍射线的相对强度也是一定的,每一个晶体都有一套特征的粉末衍射数据d-I 值,并可把它作为定性鉴定物质和物相的依据。
对晶体微观结构精细的形象变换,每种晶体结构与其X射线衍射图之间有着一一对应的关系,任何一种晶态物质都有自己独特的X射线衍射图,而且不会因为与其它物质混合在一起而发生变化,是X射线衍射法进行物相分析的依据。
规模最庞大的多晶衍射数据库是由JCPDS编篡的《粉末衍射卡片集》(PDF)。
•粉末衍射卡片索引:包括:粉末衍射卡片哈氏索引(Hanawalt),芬克索引(Fink Index)和戴维字母索引(Alphabetical Index);1、哈氏数值索引:每一种的数据在索引中占一横行,依次有:八条强谱线晶面间距数值,化学式卡片顺序号,查阅时把晶体面间距按衍射峰强弱排列成d1,d2,d3----,找到d1再找d2值,一直顺序找到第八值,从而可查的对应八强线的卡片顺序号,但也可用前三强的d值,按下列排列方式查找:d1d2d3,d2d3d1, d3d1d2,在哈氏数值索引中出现三次;2、芬克索引:也属于数值索引,不过它是以每种物质的八条强线晶面间距d作为该物质特征,芬克索引的编制是按各种物质八条强线中第一个d值的递减次序划分成组。
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实验一 X射线衍射仪的结构与测试方法
一、实验目的
1、掌握X射线衍射的基本原理;
2、了解X射线衍射仪的基本结构和操作步骤;
3、掌握X射线衍射分析的样品制备方法;
4、了解X射线的辐射及其防护方法
二、实验原理
根据晶体对X射线的衍射特征-衍射线的位置、强度及数量来鉴定结晶物质之物相的方法,就是X射线物相分析法。
每一种结晶物质都有各自独特的化学组成和晶体结构。
没有任何两种物质,它们的晶胞大小、质点种类及其在晶胞中的排列方式是完全一致的。
当X射线波长与晶体面间距值大致相当时就可以产生衍射。
因此,当X射线被晶体衍射时,每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样,它们的特征可以用各个衍射晶面间距d和衍射线的相对强度I/I1来表征。
其中晶面间距d与晶胞的形状和大小有关,相对强度则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。
所以任何一种结晶物质的衍射数据d和I/I1是其晶体结构的必然反映,因而可以根据它们来鉴别结晶物质的物相。
三、实验设备
丹东方圆仪器有限公司的D2700型X射线粉末衍射仪一台;玛瑙研体一个;化学药品或实际样品若干(Li4Ti5O12)。
四、实验内容
1、采用玛瑙研体研磨样品,在玻璃样品架上制备一个合格试验样品;
2、选择合适的试验参数,获得XRD图谱一张;
3、理解样品、测试参数与XRD图谱特征的关系。
五、实验步骤
1、开机
1)打开总电源
2)启动计算机
3)将冷却水循环装置的机箱上的开关拨至运行位置,确认冷却水系统运行,水温正常(19-22℃);
4)按下衍射仪ON绿色按键打开衍射仪主机开关
5)启动高压部分
(a)必须逐渐提升高压,稳定后再提高电流。
电压不超过40kV,管电流上限是40mA,一般为30mA。
(b)当超过4天未使用X光管时,必须进行光管的预热。
在25kV高压,预热10分钟;30kV,预热5分钟;35kV,预热5分钟。
(c)预热结束关机后,至少间隔30分钟以上方可再次开机实验。
6)将制备好的样品放入衍射仪样品台上;
7)关好衍射仪门。
2、样品测试
1)在电脑上启动操作程序
2)进入程序界面后,鼠标左键点击“测量”菜单,再点击“样品测
量”命令,进入样品测量命令
3)等待仪器自检完成后,设定好右边的控制参数;
4)鼠标左键点击“开始测量”,保存输出文件;
5)此时仪器立即开始采集数据,并在控制界面显示;
(a)工作电压与电流:一般设为40kV,40mA;
(b)扫描范围:起始角度>5°,终止角度<80°;
(c)步进角度:推荐0.02°,一般在0.02—0.06°之间;
(d)采样时间:推荐1s,一般0.2—1.0s;
(e)测量方式:步进测量;
6)采集数据结束后,开始测量键弹起,数据自动保存在制定的文件里;
7)如需测量下一个样品,则开启衍射仪门,换好样品后,再关闭衍射仪门。
从样品测试步骤1开始重复。
3、关机
1)当所有样品测试完成后,点击控制界面退出键;
2)退出高压;
3)待仪器顶部的高压指示灯熄灭后,按下off红色按钮关闭衍射仪4)5分钟后关闭水循环制冷装置,关闭总电源;
5)关闭电脑
六、实验结果
1、控制参数:步进测量,管电压40kV,管电流30mA,起始角度10°,终止角度80°,步进角度0.03°,采样时间0.2s;符合规范要求。
2、得到的Li4Ti5O12样品的衍射图谱为:
3、上述测量数据可供后续分析得到样品的成分。
七、注意事项
1、样品的粗细对衍射峰的强度有很大的影响,对粉末进行长时间的研磨,使样品的平均粒径在10微米左右,以保证有足够的晶粒参与衍射。
2、在制作样品过程中避免择优取向,制样时尽量轻压。
3、根据研究工作的需要选用不同的测量方式与测量参数,记录的衍射图谱不同,因衍射图谱上必须注明主要的实验参数条件。
4、一定要等待X射线关闸关闭后再打开X射线衍射仪的门,防止受到辐射损伤。
实验二多晶粉末材料的X射线衍射物相定性分析
一、实验目的
1、掌握X射线衍射进行物相定性分析的原理
2、熟悉JCPDS卡片及其检索方法;
3、掌握多相物质进行相分析的方法和步骤。
二、实验原理
1、X射线衍射物相定性分析的原理
每一种结晶物质都有其特定的结构参数,包括点阵类型、晶胞大小、晶胞中原子的种类、数目及其位置等等,而这些参数在X射线的衍射图谱上均有所反映;
尽管物质的种类有千千万万,但却没有两种衍射花样完全相同的物质,图谱中衍射线的位置所反映的晶面间距及它们的强度(d-I系列)犹如人的指纹一样,是鉴别物相的依据。
多相物质的衍射图谱, 是单相物质衍射图的简单叠加,任何物相都不会因其它物相的存在而改变其衍射特征。
2、JCPDS卡片
将已发现物质的衍射数据制成标准卡片,物相定性分析就成为简单的卡片检索与对照工作,一旦试样的衍射数据与标准衍射卡片相符,则其晶体结构和物理性能等便由卡片得知。
1969年改由The Joint Committee on Powder Diffraction Standards (JCPDS)出版;称为PDF卡片。
三、实验设备
丹东方圆仪器有限公司的D2700型X射线粉末衍射仪一台;衍射图谱;JCPDS卡片及索引;计算机,装有XRD定性分析软件。
四、实验内容
1、衍射花样测试,已在实验一测试完毕;
2、单物相鉴定实验
首先求出di和Ii/I1;根据待测相的衍射参数,得出三条强线的晶面间距值d1,d2,d3(包括误差);根据d1值(或d2,d3),在数值索引中检索适当d组,找出与d1,d2,d3值符合较好的一些卡片;把待测相的三条强线的d值和I/I1值与这些卡片上各物质的三强线d值和I/I1 值相比较,淘汰一些不相符的卡片,最后获得与实验数据一一吻合的卡片,卡片上所示物质即为待测物,鉴定工作完成。
五、结果分析
1、根据实验一的到的实验数据—衍射图谱:
2、通过MDI Jade5软件的PDF检索功能,PDF卡片索引建立后,处理上述数据,进行物相检索,得到以下结果:
可知:物相检索的结果是PDF#49-0207,物相为Li4Ti5O12,晶格常数a=b=c=8.3588A,符合实验,且得到以下详细数据:
六、实验结论
通过MDI Jade5物相检索,与标准PDF卡片对比,确认XRD所测物质为Li4Ti5O12,且晶格常数为8.3588埃,符合实验。