XRD技术在材料研究中的应用
1XRD:
xrd即Xraydiffractio
的缩写,X射线衍射,通过对材料进行X射线衍射,分析其衍射图谱,获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。
2射线介绍:
X射线是一种波长很短约为20~006埃的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。在用电子束轰击金属“靶”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,称为特征(或标识)X射线。
3工作原理:
X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射,主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用作X光的光栅,这些很大数目的原子或离子分子所产生的相干散射将会发生光的干涉作用,从而影响散射的X射线的强度增强或减弱。由于大量原子散射波的叠加,互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。
满足衍射条件,可应用布拉格公式:2dsi
θ
λ应用已知波长的X射线来测量θ角,从而计算出晶面间距d,这是用于X射线结构分析;另一个是应用已知d的晶体来测量θ角,从而计算出特征X射线的波长,进而可在已有资料查出试样中所含的元素。
布拉格衍射示意图
4XRD技术应用:
目前X射线衍射包括散射已经成为研究晶体物质和某些非晶态物质微观结构的有效方法。在金属中的主要应用有以下方面:
41物相分析:
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。
f411X射线衍射术XRD可用于物质的相分析,即用于判别样品的晶体结构,晶体的完善性,晶态或是非晶态等等,从而鉴别样品是由哪些物相组成以及各个物相的含量,分为物相定性、定量分析。
①定性分析:把对材料测得的点阵平面间距及衍射强度与标准物相的衍射数据相比较,确定材料中存在的物相。
②定量分析:是基于待测物相的衍射峰强度与其含量成正比。根据衍射花样的强度,确定材料中各相的含量。
412物相分析的工作程序:实验得到样品的衍射图,然后将之与已知物相在相同实验条件下的衍射图直接比较,根据峰位,相对强度,样品结构已知信息等判别待定物相。实验得到待定样品衍射图,求出各衍射峰对应的面间距d,然后结合各峰相对强度IiI0及试样结构已知信息等,在汇编标准(PDF卡)中用dIiI0,对照检索,定识物相。物相半定量分析方法是一种介于定量和定性之间的一种科学方法,主要是应用X’PertHighscorePlus等软件对样品中的物相组成进行大体的r