XRD在资料剖析中的使用

关于X射线衍射分析（XRD）。

界说：

X射线衍射分析（X-ray diffrac。ti。on，简称XRD），是使用晶体构成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间散布情况的结构分析办法。

分析原理。

当一束X射线入射到晶体时，首要被原子（。电子。）所散射，每个原子都是一个新的辐射源，向空间辐射出与入射波同频率的电磁波。因为晶体是由原子、分子或离子按必定规则摆放成的晶面组成，这些按周期平行摆放的晶面的距离与入射X射线波长有相同的数量级，故由不同晶面散射的X射线彼此干与，并在契合布拉格方程的空间方向上发生强X射线衍射。

布拉格方程。

2。dsi。nθ=nλ，n=1,2…。

其间：d为晶面距离，θ为入射X射线与相应晶面的夹角，λ为X射线的波长，n为衍射级数，其意义是：只要照射到相邻两晶面的光程差是X射线波长的n倍时才发生衍射。

物相分析。

每一种晶体都有它自己的晶面距离d，并且其间原子依照必定的办法排布着，这反映到衍射图上各种晶体的谱线有它自己特定的方位。数目和强度I。因而，只需将不知道物中的衍射图中各谱线测定的视点和强度和已知样品的谱线进行比较就能够到达分析意图。

经过对资料进行X射线衍射，分析其衍射图谱，取得取得资料的成分、资料内部原子或分子的结构或形状等。信息。。

测定晶粒度。

XRD测定晶粒度是依据衍射线的宽度与资料晶粒大小有关这一现象。关于TiO2纳米粉体，其主要衍射峰2θ为21.5°。当选用铜靶作为衍射源，波长为0.154nm,衍射角的2θ为25.30°，丈量取得的半高宽为0.375°，一般Scherrer常数取0.89.依据Scherrer公式，能够核算取得晶粒的尺度。

此外，依据晶粒大小，还能够核算纳米粉体的比外表积。

小角X射线衍射。

在纳米多层膜资猜中，两薄膜层资料重复堆叠，构成调制界面。当X射线入射时，周期杰出的调制界面会与平行薄膜外表的晶面相同,在满意Bragg条件时，发生相干衔射，构成明锐的衍射峰。

因为多层膜的调制周期比金属和化合物的最大晶面距离大得多，所以只要小周期多层膜调制界面发生的XRD衍射峰能够再小视点衍射时观察到，而大周期多层膜调制界面XRD衍射峰则因其衍射视点更小而无法进行观测。

因而，对制备杰出的小周期纳米多层膜能够用小视点XRD办法测定其调幅周期。

薄膜厚度和界面结构的测定。

跟着纳米资料的高速开展，纳米薄膜的研讨也变得越来越重要。使用XRD研讨薄膜的厚度以及界面结构也是XRD开展的一个重要方向。经过二维XRD衍射还能够取得物相的纵向深度分析成果，也能够取得界面物相散布成果。

物质状况的辨别。

不同的物质状况对X射线的衍射作用是不同的，因而能够使用X射线谱来差异晶态和非晶态。一般非晶态物质的XRD谱为一条直线，平常所遇到的在低2θ角呈现的漫散型峰的XRD一般是由液体型固体和气体型固体所构成。

晶体物质又能够分为微晶和晶态，微晶具有晶体的特征，但因为晶粒小会发生衍射峰的宽化弥散，而结晶好的晶态物质会发生尖利的衍射峰。

例1。

单一物质的定性。

硫酸钠纯品的XRD测验。

定论。

经过XRD能够对单一物质进行定性，所匹配成果为七水硫酸镁。

例2。

混合样的定性。

定论。

经过XRD能够对混合物质进行定性，所匹配成果为二氧化钛、硫酸钡。

定论。

某胶粘剂灰分的XRD测验，胶粘剂中的填料为碳酸钙、碳酸镁、硅酸盐。

例3。

矿渣粉玻璃体含的测定办法。

经过丈量粒化高炉矿渣微粉X射线衍射图中玻璃体部分的面积与底线上面积之比得到玻璃体含量。

参阅规范：GB/T 18046-2017。

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