材料分析测试方法1-2

材料分析技术——金属X射线学23（一）字母索引已知物相的(英文)名称时，可使用字母索引。字母索引按物质英文名称的字母顺序排列。在名称后还列出以下内容：(1)化学式；(2)衍射图样中，三根最强线的d值和相对强度；(3)物质的卡片序号。如果将索引看作书的目录，则卡片序号相当于目录中的页码。当我们想查找某物相(如NaCl)的结构参数或物理常数时，可使用字母索引。（二）数字索引当不知道待测样物相时，可使用数字索引。数字索引主要是围绕前反射区的三强线展开。数字索引中的排列顺序如下：(1)按前反射区最强线面间距d1递减的顺序，将d1划分为51组。(2)每组内，按次强线面间距d2递减的顺序排列。索引上列出了8根最强线的d值和相对强度，在其后面还列出了化学式和卡片序号。面间距下面的小角标表示相对强度：×表示100；7表示约70；……。四、定性分析过程及举例（一）定性分析过程定性分析从获取衍射花样开始。衍射花样可以用衍射仪法或照相法获得，通过测量和计算，得到面间距d及相对强度I。然后按下面程序鉴定物相：(1)从前反射区(2θ＜90°)中选取强度最大的三根线，并使d值按强度递减的次序排列。其余线条的d值，按强度递减顺序列于三强线之后。(2)在数字索引中，找到d1(最强线)组。(3)按次强线的d2找到接近的几列。(4)检查这几列数据中第三个d值是否相符。如果某一列或几列符合，再查看第四根线、第五根线，直至第八根线，并从中找出最可能的物相及其卡片号。(5)按卡片号，从档案中抽出卡片。将实验数据d及I与卡片上的数据对照，若对应得很好，物相鉴定完成。注意：(1)考虑到试验条件的差异及误差因素，允许d及I与卡片的数据有出入。通常d的误差为0.2%，不能超过1%。而I的误差允许较大一些。(2)当数字索引中找不到与三强线吻合的数列时，样品可能为多相混合物。此时，物相鉴定较复杂，需耐心选择尝试。（二）举例(P84、85)五、可能遇到的困难（一）多相混合物除了上面说过的鉴定过程复杂、易误判外，还可能遇到下列困难：(1)衍射线重叠(d相近)。(2)含量过少的物相，衍射线不全，甚至根本不出现衍射线。如钢中碳化物。此时可先用电解分离处理，把待测物相单独分离出来。（二）在分析表面涂层时，若涂层太薄，也观察不到其中某些相的衍射线。需采用特殊方法。如增加入射线强度、采用能被试样强烈吸收的入射线。（三）卡片数据有误差。六、自动检索材料分析技术——金属X射线学24虽然物相定性分析的原理很简单，但实际分析过程却很复杂、烦琐、耗时。目前，衍射仪的定性分析过程主要依靠计算机自动检索。不同的软件，自动检索的方式有所不同，但基本过程相似。1.粗选将衍射仪自动测量和计算出的数据直接与数据库中的全部卡片数据进行对照。凡卡片上的三强线在试验数据中有反映的，都被检索出来。这一步可能选出50～200张卡片。2.总评分筛选对粗选出来的卡片，按一定的评分标准进行打分，总分较低的被淘汰。打分的项目通常有：（1）线条数量的吻合度；（2）能匹配的是强线还是弱线；（3）d、I的吻合度，等等。经这次筛选后，可剩下30～80张卡片。3.元素筛选将试样中可能出现的元素输入，不符合的被淘汰。经元素筛选后，可剩下20～30张卡片。若无成分资料，则不做筛选。4.合成谱图试样中不可能含有上述20～30个物相，只能有其中的几个，一般不超过5、6个。将若干卡片的花样进行组合，与试验图谱对比，吻合者为物相鉴定结果。目前，自动检索尚未达到完全成熟，还需要人机协同检索。§5-2定量分析定量分析的任务是测定各物相的相对含量。一、定量分析原理显然，某相的含量越高，其衍射线的强度越高。采用衍射仪测量时，单相多晶体的衍射强度由（4-12）式决定。它只适用于单相物质。但稍加修改，就可用于多相物质。设样品中有n个物相，其线吸收系数为μ，则其中j相的衍射强度公式为：Ij＝I0424cme·Rπ32λ3·μ21[hkl2HKL2PFVV胞φ(θ)e-2M]j若j相的体积分数为fj，试样被照射的体积V为单位体积，则j相被照射的体积Vj＝V·fj＝fj。当j相的体积改变时，强度公式中除fj及μ外，其余各相均为常数，它们的乘积用Cj表示。这样，j相某根线条的强度Ij为：Ij＝μfCjj（5-2）二、定量分析方法包括（1）单线条法；（2）内标法；（3）K值法及参比强度法；（4）直接对比法。下面对直接对比法做简要介绍。三、直接对比法混合物中，某相的某根线条的强度由式（5-2）决定。设混合物由α、γ两相组成，Iα、Iγ表示两根邻近线条的积分强度。则材料分析技术——金属X射线学25ααγγαγfCfC=II（5-10）Cγ/Cα＝[22VPF胞φ(θ)e-2M]γ/[22VPF胞φ(θ)e-2M]α又∵fγ＋fα＝1（5-12）由式（5-10）、（5-12）得：fγ＝αγγαCICI+11其中Iγ、Iα由试验测得，Cγ、Cα通过计算得到。