第35集-样间同相消约的无标样法

发布时间:2023-04-07   来源:北达燕园微构分析测试中心

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上一篇文章回顾:《多晶X射线衍射技术与应用》-34(第8章 X射线衍射物相定量分析)无标样法-方法的基本原理


8.3.2 样间同相消约的无标样法

NO.1

样间同相消约

n个每个含有n个物相的样品,可以列出n2个这样的方程,即前述的式8.14:

    物相序号j 自1 → n,样品序号J自1 → n

符号约定如前,式中的双下标在前的小写字母表示物相号,在后的大写字母表示样品号,J为第J个样品的平均吸收系数。用n个样品中的某一样品S的物相j的强度公式和另一个样品J的物相j的强度公式相除约去C、K(简称样间同相消约),将得方程组:

  物相序号j 自1 → n(8.17)

方程组有n-1个(J自 1 → n,J ≠ S)每个含n个方程(j 自1 → n)共n(n-1)个方程。另外如果样品不含非晶相,还有n个归一方程:

  样品序号J自 1 → n (8.18)

总计n2个方程。如果各样品的平均质量吸收系数J 已知,对于含有n个物相的n个样品,未知量(xjJ )的总数有n2 个;而可以列出的方程总数也有n2个,从n2 个方程求解n2个未知量是可能的;如果各样品组成独立满足前述的充分必要条件,应该有唯一解。
方程组(8.17)的方程中只含Ix三种因子。Zevin(1977)针对求解样品的的三种途径,导出了相应的求解物相含量x的方程组,首次提出并称之为无标样法,分述如下:

NO.2

当样品的平均质量吸收系数已知或样品总的化学组成为已知
当已知样品总的化学组成,例如已有样品组成的化学分析数据,样品的平均质量吸收系数可以根据它的元素组成数据和元素的质量吸收系数进行计算(第1章1.4节):如果样品的组成有m种元素,各元素的含量为w1w2 …、wm ,对衍射波长的质量吸收系数为μ*1μ*2、…、μ*m,按质量吸收系数的加和性,样品S的平均质量吸收系数

有了每个样品的平均质量吸收系数,按式(8.17)可以写出n-1个方程组,每个方程组含n个方程:

   物相序号 j 1 n

把各方程组的各n个方程相加、整理并将(8.18)代入,可导得方程组:

样品序号 1 n,但J = S 除外    (8.19a)

    1 n   (8.19b)

方程组(8.19)的解便是作为样品S的样品中各物相的含量。按方程组(8.19)进行计算便能够求得全部样品的物相定量组成。

NO.3

当样品每个组成物相的化学组成为已知
当样品组成的每个物相的化学式为已知时,则每个物相的质量吸收系数μ*可以按其化学式中各元素的重量分数和各元素的质量吸收系数μ*计算出来,例如某物相由m种元素组成,每种元素在化学式中的重量分数是wi ,则该物相的质量吸收系数μ*为:

而样品的平均质量吸收系数应为其各组成物相质量吸收系数μ*的加权和:

下面,把公式(8.20)应用到方程组(8.17)得到方程组:

求任意两个物相例如相和相在样品J 和S中的强度比(方程8.20)之比消去吸收因子项:

代入式(8.21)得

把等式左边与i无关的项提到加和号外,整理上式得方程组:

     J  1 n  (8.22a)

      (8.22b)

按各物相的化学式计算得到其质量吸收系数μ*后,解方程组(8.23a、b)即可求得试样S中各相的含量。对n个样品逐个应用方程组(8.23a,b)进行求解计算即可求得每个试样中各相的含量。


NO.4

当样品及其各组成物相的质量吸收系数均未知时

当样品及其各组成物相的质量吸收系数均未知时,可以设法测定样品间的质量吸收系数比。之后,即变为第一种情况了,可以应用方程组(8.19a,8.19b)进行计算了。得到质量吸收系数比的方法有:

1. 用实验方法直接测定样品间的质量吸收系数之比。

2. 用“混样法”能够测定两个样品的平均质量吸收系数之比。
设将第S号和第J号样品按1:1的比例混合,则混合样品(S+J)的平均质量吸收系数(S+J)为:

在原样品中物相k的分析线强度各为:

3.加相法
选择一种在各样品中均不含有的纯物相s作为参考相,设将参考相s按相同的比例均匀地混合到待测样品JL之中,即参考相s的分数JL之中均为xs,然后分别测定混合试样(J +s)(L + s)中参考相s的某峰(不能与分析相的衍射峰重叠)的积分强度Is(J +s) Is(L +s) 接着测定纯参考相s的该峰强度Is 

未完待续......

下一篇讲解:8.3.3 内标消约的无标样法

END


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