二XRD定量相分析

1、碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)1二、XRD定量相分析1、研究目的 在定性相分析的基礎(chǔ)上測定多相物質(zhì)中各相的含量碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)22、基本原理 理論基礎(chǔ)相的衍射強(qiáng)度與該物質(zhì)參與衍射的體積成正比，對于衍射儀法，單相體系物質(zhì)的強(qiáng)度為：21cossin2cos133212222204240MHKLePVFVCmeIRI碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)3jnjmjjjjWVCKI1)(2njjmjjjjWWCK1)(2對于有幾個相的多相體系：碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)434240321CmeIRC 式中：MhkljePFVK222220cossincos11ijjWVVj為體系中j相的體積百分?jǐn)?shù)

2、，j為體積中j相的密度，Wj為j相的重量百分?jǐn)?shù)(m)j為體系中j相的質(zhì)量吸收系數(shù)碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)5若多相體系只有二個相A和B)()(2BmBAmAAAAAWWWCKI若二相是同素異構(gòu)體，則：)(2mBAAAAAWWWCKI)(2mAAAWCK在這種情況下，IA與WA成線性關(guān)系碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)6 方法 往待測試樣中加入一定量標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)標(biāo)物質(zhì)制成 復(fù)合試樣 測定待測相的某一衍射線條強(qiáng)度與內(nèi)標(biāo)物質(zhì)某一衍射線強(qiáng)度之比3、K值法碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)7K值法條件下，某相衍射強(qiáng)度計算公式11)(2njjmjjjjjWWCKI11)(2njjmjSSSSWWCKISjjSSjSj

3、sjWWKWWKKIIjssjjsKKK式中碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)8 KSJ的測定預(yù)先制備一個待測相j和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)重量比為1：1的兩相混合試樣測量兩相某衍射線強(qiáng)度比，則可計算得到：SjjSSjjSIIWWIIK碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)9待測相j在待測物質(zhì)中的實際重量百分?jǐn)?shù)為:SjjWWW1碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)104、直接對比法4.1 實驗方法不需要向試樣中摻入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，而是直接測定兩相的強(qiáng)度比，與含量無關(guān)的衍射強(qiáng)度參數(shù)可通過理論計算求到，適合于鋼中殘余奧氏體含量測定及其它種同素異構(gòu)體轉(zhuǎn)變過程中的定量相分析碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)114.2 實用方程對于一個有n個相的多相體系

4、，每一個相都可寫出一個衍射強(qiáng)度與含量相關(guān) 的方程njjmjjjjWVCKI1)(2碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)12用其中一個方程（m）去除其余的方程mjmjmjVVKKIImjmmjjVKKIIV 碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)1311njjV因111njjjmmmmjmnjmjKIVIKVKKIInjjjmmmKIKIV1/njjjmmjmmjjKIKIKKIIV1/njjjjjKIKI1/碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)14式中：MhkljePFVK222220cossincos11可計算得出Ij可用衍射儀法測量將Kj和Ij代入上式，即可逐個計算出各相的含量Vj，并進(jìn)一步利用Wj=Vjj/ 換算

5、成重量百分?jǐn)?shù)碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)15對于鋼中殘留奧氏體，試樣中只含有馬氏體（）和奧氏體（）相，且V +V =1，上式可簡化為：KIKIKIKIKIKIVrrr)(碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)16若試樣中還含有碳化物，則有：V +V +VC =1KKIKKIKKIKKIVrCCCCr碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)174.3 實際測量實際測量時，與最適宜的線對為（200，220，211）（111，311，200）碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)184.4工程應(yīng)用馬氏體時效不銹鋼中回火奧氏體含量的測定4.4.1合金成份超低碳馬氏體時效不銹鋼 合金號合金號CNiCrMoTiAlMnSi10.0026

6、.315.00.800.570.5420.0026.515.01.00.270.0170.830.53碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)194.4.2衍射試驗條件FeK輻射2（110）=57.14 （110）=28.572（111）=55.92 （110）=27.96FeK=1.93728 碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)20Sin(110)/=0.24680.25Sin(111)/=0.24200.24馬氏體點陣常數(shù)a =2.867奧氏體點陣常數(shù)a= 3.578碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)214.4.3定量計算 單胞體積V=a3=2.876310-30m3=23.56510-30m3 V=a3=3.5

7、78310-30m3=45.80510-30m3 碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)22 求結(jié)構(gòu)因子相：體心立方，F(xiàn)110=2f，|F110|2=4f2f與sin/有關(guān)，可由教材P222表4查得。例如：sin/=0.25時，fFe應(yīng)取18.915.6之間的值。%)(%atffatff查表值校碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)23元素元素K（吸收限波長），（吸收限波長），/KfFe1.743441.111-2.6Cr2.070120.9358-2.4Ni1.488021.302-2.1另外，f值與/K也有關(guān)，不同的/K值，對應(yīng)的F校正因子可由表（北京鋼鐵學(xué)院教材P234）查得。碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)2

8、4fFe=18.03, f=-2.6, fFe校=15.4fZr=15.8, f=-2.4, fZr校=13.4fNi=19.59, f=-2.1, fNi校=17.5f(110)=15.478%+13.416%+17.56% =15.2F2(110)=4f2(110)=924碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)25相：面心立方，F(xiàn)(111)=4f, F2(111)=16f2sin(111)/=0.24fFe=fFe+f=18.17-2.6=15.6fCr=16.32-2.4=13.9fNi=20.15-2.1=18.1f(111) = 15.678%+13.916%+18.16% =15.428F2

9、(111)=16f2(111) =3795碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)26 求（110）和（111）的多重因子查教材表4-2可知，P（110）=12，P（111）=8 求角因子（110）=28.57，角因子=6.48（111）=27.96，角因子=6.778cossincos122碩士學(xué)位課程現(xiàn)代物理檢測技術(shù)27溫度因子查表知溫度因子介于0.940.98之間，此處取0.95 求K/K值MMePFVePFVKK2)110()110(221102)110(2)111()111(22)111()111(2)cossin2cos1()cossin2cos1(76. 048. 6129248 .45778. 68379