文档介绍：X射线物相定量分析
物相定量分析目的
在多相混合物中确定各相的含量
基本原理
定量分析的基本原理是物质各相的衍射线
的强度随该相在混合物中相对含量的增加
而增加。
衍射仪法的衍射强度:
表示入射线强度,各参数都是单相物质的衍射参量。
对多相混合物,μl应为混合物的吸收系数μ
其余均与含量无关(记为K1,未知常数)。则:
Iα= K1 Cα/μ
该公式表示了待测物相的在试样中的质量分数与衍射峰强度之间的关系。
对α和β两相,各自密度分别为ρα和ρβ,线吸收系数为μα和μβ,,质量百分比分别为xα和xβ。
混合物的线吸收系数:
μ=ρ( xαμα/ρα+ xβμβ/ρβ)
Cα= Vα/ V = ρxα/ρα
因此, α相的衍射强度公式:
Iα= K1 Cα/μ
= K1 xα/ρα( xαμα/ρα+ xβμβ/ρβ)
= K1 xα/ρα[xα(μα/ρα- μβ/ρβ) + μβ/ ρβ]
= K1 xα/(A xα+B)
方法
物相定量分析的具体方法有:
外标法(单线条法)
内标法
K值法
直接比较法(绝热法)
1、外标法(单线条法)
将所需物相的纯物质另外单独标定,然后与多相混合物中待测相的相应衍射线强度相比较。
如两相混合物(α+β):
Iα= K1 xα/ρα[xα(μα/ρα- μβ/ρβ) + μβ/ ρβ]
对纯α相
(Iα)0 = K1/ μα
二者相除可消掉K1,得
Iα/ (Iα)0 = xα(μα/ρα) /[xα(μα/ρα- μβ/ρβ) + μβ/ ρβ]
测出Iα和(Iα)0 ,已知各相的质量吸收系数,即可求得xα。
也可以确定若干个xα,在相同条件下测出同一根衍射线条的强度Iα,作出定标曲线,根据定标曲线中Iα/ (Iα)0 的值,可以很容易确认α相的含量
外标法的特点
不必在试样中加入无关的相,可以定量计算混合物中单相的含量。
需要配制不同α含量的样品做定标曲线,过程较为复杂。
在被测粉末样品中加入一种恒定的标准物质制成复合试样。通过测复合试样中待测相的某一衍射线强度与内标物质某一衍射线强度之比,测定待测相含量。
标样:常用Al2O3, SiO2, NiO
若被测试样含A、B、C等n个相,欲测A相,可掺内标物质S,此时A相的体积分数分别为CA 和CA’,而Cs为标准物质在复合试样中的体积分数,则在复合试样中:
IA=K2CA’/μ, IS =K3CS /μ
IA / IS =K2CA’/K3CS =K2xA’ρs /K3xSρA
= K4xA ’= KSxA 因 xA’= xA(1- xS)
此时A相含量 xA与IA / IS 线性相关。
2、内标法
KS的处理:
做出A相与标准物质复合试样的定标曲线,即,事先测量出一套由已知A相浓度的原始试样和恒定浓度的表征物质(即xS不变)组成的复合试样,做出定标曲线,测定其IA / IS ,则KS就可以确定。
3、K值法
原理:由内标法可得 Ii/IS=(Cixi/ρi)/(CSxS/ρS),
令 Ki = (Ci/ρi)/(CS/ρS),
则有 Ii/IS= Kixi/xS
Ki的处理:纯待测物与参比物1:1混合。(以Al2O3为参比物质)
在待测样品中加入一定质量分数xS的参比物S,则任意相i和参比
物S而言有: xi = xS (Ii/IS)/Ki,
则i相在原始样品中的质量分数 Xi = xi/(1- xi)
K值法不需作复杂的标准曲线,无繁杂计算,从而节省了分析时
间,应用较广。但与内标法一样,必须提供纯样品物质,受到一
定限制。