《多晶X射线衍射技术与应用》-27（第7章 X射线衍射物相定性分析）

发布时间：2022-11-02　　　来源:北达燕园微构分析测试中心

关注我们 获取更多精彩内容




精选优质文章分享给大家，希望文章内容对您有所帮助，欢迎您继续关注，如能转发不胜感激，我们愿和大家一起学习交流，共同提高。


上一篇文章回顾：《多晶X射线衍射技术与应用》-26（第7章 X射线衍射物相定性分析）

#7.7

 物相检索-匹配实例



本节所列的物相检索-匹配实例使用的软件均为MDI Jade 5.0
下面的例1至例4是Jade的四个演示实例，所用数据文件在Jade的安装文件夹下面的\\Demofile中。


例1 - 掺刚玉的磷灰石样品（数据文件：DEMO14.MDI）
例1说明了基于峰形的S/M其优点之所在。磷灰石族矿物的衍射峰大多数较漫散并重叠。使用Jade的基于峰形的S/M，本例说明不需要确切的衍射峰位置也不需设定更多的限定条件，扣除背景后在无机子文件中进行一次搜索，则可以在选中列表靠前的部分找到刚玉和一些磷灰石相。

例2 - 样品：无水芒硝(次要相)+钓鱼岛石（Diaoyudaoite，NaAl11O17，痕量），掺刚玉（数据文件：DEMO18.MDI）

图7.11　例1. 磷灰石样品（掺刚玉）的鉴定


图7.12　例2. 样品（掺刚玉）的鉴定


例2说明使用Jade时如何使用缩放窗口进行重点S/M。本例在背景扣除之后进行次要相搜索，则可确定刚玉是主相而无水芒硝为次要相。选择这两相后，双击S/M显示窗口的左边框将其Y轴改变为平方根坐标以利观看弱峰的匹配情况。在低于10°处可清楚地看到一个未匹配峰，将视野收缩到该峰，进行再一次的搜索，则钓鱼岛石出现在选中表的顶部。使用快速S/M工具栏上的[p]按钮显示剩余峰并使用[s]按钮搜索，同样也会找到钓鱼岛石相。在23.9°和26.5°处的剩余峰，由于缺少样品的相关信息而不可鉴别。
鉴定结论：
物相名： 刚玉 钓鱼岛石 无水芒硝 未知结晶物相
参考卡号：46-1212 21-1096 Na2SO4
确定度评级： AA    AB   AA      C

例3 - 石英(55%)+刚玉(20%)+方解石(20%)+白云石(5%)（数据文件DEMO12.MDI）
本例说明S/M因素分析的作用。首先在[User Preferences](用户参数选择）对话框的[Instrument](仪器)选项页上，选择“NBS Silicon-2”作为默认FWHM曲线。然后对图谱以默认参数拟合背景。重置S/M参数为默认值(右键点击Reset按钮)。设置“Quality Mark Filter”（质量标记过滤器）为“Exclude [?] Phase”(排除？相)，选择无机子文件库中并选择进行次要相S/M。进行一次搜索后，可以在S/M显示窗口中的40个选中里面看到有白云石相。现在点击主工具栏上的[Factor Analysis]（因素分析）按钮，之后，可以看到选中物相表中白云石相被提升到最可能的位置之一。
鉴定结论：
物相名： 刚玉   石英    方解石    白云石
参考卡号：46-1212 46-1045 5-586 36-426
确定度评级：AA   AA   AA   AB

例4 - 含有硅内标的沸石样品（数据文件DEMO16.MDI）
本例描述同型（isotypical）及固溶体（solid-solution）搜索。在本例中需手动拟合背景。当背景仔细拟合之后，选择无机子文件库之后进行行默认搜索并显示选中物相表。现在清除列表并在3％范围内进行固溶搜索，然后比较结果。该例中的沸石相具有立方元胞，比PDF数据库中大多数沸石相的元胞小，也就是样品的沸石相的晶面间距d与选中的PDF库中的沸石相的晶面间距d(0)之比小于1，d/d(0)<1 。S/M显示中，高亮选中的沸石相其衍射线位置根据其d/d(0)值进行了移动，以与衍射峰匹配。通过S/M显示窗主工具栏的按键（比例按钮）的按下或弹起，可以查看选中物相按d/d(0)值进行移动后与移动前（原有的）衍射线的位置。
鉴定结论：
物相名： 硅 Y型分子筛 未知结晶相 非晶质相
参考卡号：   27-1402   45-112
确定度评级： AA    AB    C    C

例5 - 样品：钴锑合金。真空烧结，块状。
样品的衍射角数据数据见表7.3的第2列。样品表面因未能精确定位，偏离基准面，致使衍射角数据含较大的误差。数据可以借助内标（硅）进行修正。根据PDF27-1402硅的衍射角数据（见表7.3的第4列），求得这套衍射数据的零位偏离修正值（平均）为-0.18°（修正值 = 观测值 - 参考值），修正后的衍射角数据及d值见表7.3的第5、6列。按修正后的衍射角数据可以确认样品的主要组成物相为CoSb3。

表7.3　例5样品实测的和修正后的衍射数据及其解释

* 有底色的数值为内标物质硅衍射峰的2θ观测值
样品数据由北达燕园微构分析测试中心（http://www.labpku.com）提供。


如果没有加内标，这套衍射数据也可以用线对法进行修正（见6.2.3.1节）。从样品衍射角的观测值计算的d值中可以找到4对衍射线：衍射线1与9、衍射线2与17、衍射线3与12、衍射线5与19，其对应的晶面间距比可以视为整数比（d的下标为该测值的顺序号）：
d1 : d9 = 3 : 1，d2 : d17 = 3 : 1，d3 : d12 = 2 : 1，d5 : d19 = 2 : 1
按6.2.3.1节的推导，若d1 : d2 = n1 : n2，则2θ的修正值Δ（Δ = 2θ观测值 - 2θ真值）为：
由上述4线对计算Δ，分别得-0.24、-0.235、-0.26、-0.23，平均Δ = -0.24.按线对法修正后的衍射角数据及d值见表7.3的第7、8列。修正后的数据可以用PDF 65-3144（CoSb3）与之匹配。

例5 - 标准鉴定方法
X射线多晶衍射分析方法已成为许多材料、化学产品、药物质量的标准分析测试方法。下面是一些我国发布的采用衍射分析方法的国家标准和行业标准：
GB/T 19421—2008 《层状结晶二硅酸钠试验方法》
GB/T 19591—2004 《纳米二氧化钛》，晶型分析和晶体粒度
JB/T 8426—96《金属覆盖层 镍-磷合金镀层 X射线衍射试验方法》
YY 0305—1998  《羟基磷灰石生物陶瓷》
作为对化学药物的评价标准，粉末X射线衍射分析法正日益受到药物学家的重视，因为这涉及到如何评价原料药纯度、杂质含量、晶型、分子构型构象等问题。衍射分析法具有衍射图谱的专属、准确、快速、重现、操作简便等优点，目前已广泛应用于有机药物分析中。该分析技术以及诸多药物的多晶XRD谱已被各国药典相继收载。X射线衍射法应用于中药鉴定也是一种比较理想的方法，准确、筒便、可靠。中药和中成药的成分各不相同，其衍射图谱各不相同；它不仅可用干植物类、动物类、矿物类中药的鉴定，还可用于菌类中药和中成药的鉴定。
作为企业产品的内部检验标准方法，粉末X射线衍射分析法应用范围十分广泛，不过通常仅作为企业的内部文件，不公开发布。
衍射分析方法不仅用于物相的定性鉴定，而且也是物相定量测定的主要方法。采用X射线多晶衍射物相定量分析方法的国家标准和行业标准，将在后面8.2.4节再列出。


未完待续......

下一章：7.8 未知物相的鉴定

▲

END


北京北达智汇微构分析测试中心有限公司
技术咨询服务包括：北京高校科技资源对接、危险废弃物梳理、环境影响评价、环保项目竣工验收、场地环境调查等多个领域。
开展的分析测试服务包括：X射线衍射分析、土壤矿物检测、水质检测、场地环境检测、二噁英检测、建材VOC检测、固废检测、理化参数等检测项目，已取得CMA检验检测机构资质认定和ISO/IEC 17025检测实验室认可资质。
科学仪器研发方面：具备国内领先的 X 射线衍射 / 荧光分析仪器的研发生产能力，在 X 射线分析仪器的开发领域拥有多项自主知识产权。
单位先后通过北京市级企业科技研究开发机构、高新技术企业、中关村高新技术企业等认证。    
若您有任何咨询问题，可联系我们，我们会为您解答。
服务热线：400-0064-028 、010-62423361
公司网址：www.labpku.com