射線(xiàn)衍射分析原理及其應(yīng)用

X射線(xiàn)衍射分析原理及其應(yīng)用XXRDX是由高能電子的減速運(yùn)動(dòng)或原子內(nèi)層軌道電子的躍遷產(chǎn)生的短波電磁輻。X射線(xiàn)的波長(zhǎng)在10-6 長(zhǎng)在0.01~2.5nm范圍內(nèi)。XX100KVX將物質(zhì)用初級(jí)X射線(xiàn)照耀以產(chǎn)生二級(jí)射線(xiàn)—X射線(xiàn)熒光；用供給了格外便利的單能量輻射源；從同步輻射源獲得。X當(dāng)一束XX，X即能量越低，越簡(jiǎn)潔被吸取[1]。XRDX(XRD)XX時(shí)，XX分析等。的長(zhǎng)；θ是衍射角；d；nXXλXθ及樣品晶面間距dXX[3]。二、X統(tǒng)等幾局部構(gòu)成。1.X2.衍射儀主要構(gòu)成圖上圖為X射線(xiàn)衍射儀的根本構(gòu)造原理圖,主要部件包括4局部。X供給測(cè)量所需的X射線(xiàn), 轉(zhuǎn)變X射線(xiàn)管陽(yáng)極靶材質(zhì)可轉(zhuǎn)變X射線(xiàn)的波長(zhǎng),調(diào)整陽(yáng)極電壓可掌握X射線(xiàn)源的強(qiáng)度常用的X射線(xiàn)管按其構(gòu)造設(shè)計(jì)的特點(diǎn)可分類(lèi)型：可拆式管、密封式管、轉(zhuǎn)靶式管。最常用的是密封式管，其構(gòu)造示意圖如下.3.X4.衍射儀中的光路布置樣品及樣品位置取向的調(diào)整機(jī)構(gòu)系統(tǒng)樣品須是單晶、粉末、多晶或微晶的固體塊。5.測(cè)角儀X射方向,通過(guò)儀器測(cè)量記錄系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)可以得到多晶衍射圖譜數(shù)據(jù)。6.正比計(jì)數(shù)管的構(gòu)造衍射圖的處理分析系統(tǒng)XX采集分析等過(guò)程都可以通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)掌握完成。計(jì)算機(jī)主要具有三大模塊：衍射儀掌握操作系統(tǒng)：主要完成粉末衍射數(shù)據(jù)的采集等任務(wù)；衍射數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)：主要完成圖譜處理、自動(dòng)檢索、圖譜打印等任務(wù)；射線(xiàn)衍射物相定性分析，(2)X射線(xiàn)衍射物相定量分析，(3)峰形分析，(4) 大小測(cè)量，(5)晶胞參數(shù)的周密修正，(6)指標(biāo)化，(7)徑向分布函數(shù)分析等。三、XXλnλn級(jí)衍射。n不同，衍射方向的也不同。(1A)數(shù)量級(jí)一樣，X析成為可能。X定，可以得到晶體的點(diǎn)陣構(gòu)造、晶胞大小和外形等信息。外，各原子面的散射線(xiàn)之間還要相互干預(yù)。.7nλ時(shí)，相鄰原子面散射波干預(yù)加強(qiáng)，即干預(yù)加強(qiáng)條件為：2dsinθ=nλ.X[4]8.X縱坐標(biāo)為衍射強(qiáng)度，用I表示。單位是CPS，計(jì)數(shù)每秒橫坐標(biāo)為衍射角，用2θ表示，單位度。峰頂標(biāo)值為晶面間距，用d表示，可依據(jù)峰頂對(duì)應(yīng)的2θ值求出?；€(xiàn)BL 上圖中虛線(xiàn)背景B 虛線(xiàn)與橫坐標(biāo)間距，單位是CPS。半高寬單位是度。2〕衍射強(qiáng)度的表示方法P常用于定性分析，也用于某些定量分析。積計(jì)算強(qiáng)度。依據(jù)Alexande:關(guān)系式，某物相的某衍射峰的衍射強(qiáng)度與物相在樣含量[5]。單個(gè)X5個(gè)根本要素組成。衍射峰位置P是布拉格衍射角的圖形表示，衍射峰的半高寬度是scherrer是樣品、儀器幾何條件和衍射角度、而網(wǎng)散射綜合作用的結(jié)果[6]XXX四、X4.1物相分析1.物相分析X的?！瞂1〕由照片推斷：非晶無(wú)取向 彌散環(huán)非晶取向 赤道線(xiàn)上的彌散斑結(jié)晶無(wú)取向 有系列同心銳環(huán)結(jié)晶取向 弧結(jié)晶高度取向 對(duì)稱(chēng)斑點(diǎn)2〕XRDXX圖9 藥物樣品粉末X射線(xiàn)衍射圖譜爭(zhēng)論有機(jī)物晶態(tài)與非晶態(tài)時(shí)對(duì)依據(jù)圖譜推斷晶態(tài)與非晶態(tài)物質(zhì)[4]，可有效地鑒別樣品的存在狀態(tài)。10.FeO的峰的比較23某地褐鐵礦焙燒后樣品所含鐵的存在形式與FeO的標(biāo)準(zhǔn)峰根本吻合[7]。232[8]Xadad

2dsinθ=λ，則有：a

2sin3[9]ScherrerD=Kλ/βCOSθD：所規(guī)定晶面族發(fā)向方向的晶粒尺寸β：為該晶面衍射峰的半峰高的寬度K：為常數(shù)取決于結(jié)晶外形，通常取1 角晶粒越小，衍射線(xiàn)就越寬圖.11影響衍射峰寬度的因素很多，如光源、平板試樣、軸向發(fā)散、吸取、承受狹X〔Kα1、Kα2、Kβ〕等。應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)有：內(nèi)標(biāo)法[10]、外標(biāo)法[11]、絕熱法[12]、增量法[13]、無(wú)標(biāo)樣法[14,15]、基體沖洗法[16]和全譜擬合法[17][19]Scherrer〔111〕A、B、C、D6nm、14nm、9nm、9nm。爭(zhēng)論了X[20]。2.單晶衍射法假設(shè)將一束單色X收集單晶體衍射數(shù)據(jù)的方法，一為回?cái)[法，二為四圓衍射儀法。1〕準(zhǔn)確地測(cè)定分子的單晶構(gòu)造。2〕〔分子、離子〕的空間排布及構(gòu)造對(duì)稱(chēng)性，可以探測(cè)某些生物大分子構(gòu)造[21]。圖12 酚的鍵長(zhǎng)于鍵角3〕礦物學(xué)中曾有不少礦物的元素構(gòu)成很接近，但它們的性質(zhì)相差很遠(yuǎn)(如石墨和金剛石都是碳，還如一些硅酸鹽)，而有的礦物其物理或化學(xué)性質(zhì)相近，但其元素為共價(jià)鍵形成的骨架構(gòu)造，故結(jié)合力強(qiáng)，無(wú)薄弱環(huán)節(jié)，成為最硬的材料。單晶衍射法的面對(duì)學(xué)科：X〔晶態(tài)〕分子的準(zhǔn)確三維空間〔包括〕及分子在晶格中的實(shí)際排列狀況；藥物學(xué)、礦物學(xué)和材料科學(xué)等方面的分析爭(zhēng)論[22]。五、XX定和巖石礦物學(xué)中的重要作用。XX全用藥供給了保證[23]。探究了x射線(xiàn)衍射Fourier[24]。將馬鹿茸的比照XX比較,得出兩來(lái)源的鹿茸具有共同的組分性質(zhì)，二者可作為同一種中藥材使用的結(jié)論[25]。對(duì)磁石XRD組成及其含有肯定的差異，同時(shí)得出磁石藥材中主要物相為FeO,SiO[26]。3 2通過(guò)對(duì)全國(guó)10個(gè)不同省份的全蝎樣品進(jìn)展分析爭(zhēng)論，獵取相應(yīng)的X射線(xiàn)衍量掌握[27]。鑒定，而且在分析鑒別同種中藥材的不同來(lái)源方面有著寬闊的進(jìn)展前景。綜上所述，X射線(xiàn)衍射分析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于我國(guó)藥學(xué)爭(zhēng)論的各個(gè)領(lǐng)域，XX由礦物、巖石組成，對(duì)其成分、構(gòu)造和性質(zhì)等的分析是礦物學(xué)、巖石礦物、巖石爭(zhēng)論，廣泛應(yīng)用于礦物的定性、定量分析。在石油地質(zhì)和鉆采滿(mǎn)足目前的12 地質(zhì)應(yīng)用要求。由于在地質(zhì)爭(zhēng)論中主要關(guān)心粘土礦物的種類(lèi)和相對(duì)含量的凹凸，對(duì)粘土礦物的準(zhǔn)確含量并不特別要求[28]。這個(gè)意義上說(shuō)，無(wú)標(biāo)樣定量相分析法具有較大的使用價(jià)值和推廣價(jià)值[29]。X[30]。存在形式,確定該區(qū)域的主要礦物為羥硅鈹石[31]。[32]X重要作用[33]。綜述他們的觀(guān)點(diǎn)，粉晶X射線(xiàn)衍射不僅在礦物的定性/定量分析、晶胞參數(shù)測(cè)定、類(lèi)質(zhì)同像爭(zhēng)論、多型爭(zhēng)論、有序/無(wú)序構(gòu)造爭(zhēng)論、巖組學(xué)爭(zhēng)論等原子吸取系統(tǒng)分析特點(diǎn)是靈敏度高〔10-6〕、準(zhǔn)確度和準(zhǔn)確度高、分析速度Cu，Pb,Zn,Ni,等元素的測(cè)定[34]。通過(guò)試驗(yàn)探究西藏羅布莎鉻鐵礦中硅鐵合金礦物發(fā)現(xiàn)樣品的x射線(xiàn)衍射中以FeSi為主的單顆粒中含有FeSi的衍射峰，而在另一2FeSiFeSi-FeSi-Si2 2鐵合金礦物可能是地球旱期演化分異作用的結(jié)果[35]。的種類(lèi)和性質(zhì)，為勘探和開(kāi)發(fā)供給依據(jù)。12地質(zhì)應(yīng)用要求。由于在地質(zhì)爭(zhēng)論中主要關(guān)心粘土礦物的種類(lèi)和相對(duì)含量的凹凸，對(duì)粘土礦物的準(zhǔn)確含量并不特別要求[28]。總之，總之，X射線(xiàn)衍射方法進(jìn)展物相定量分析方法很多，但是有些方法需要有純的物質(zhì)作為標(biāo)樣，而有時(shí)候純的物質(zhì)難以得到，從而使得定量分析難以進(jìn)展，從這個(gè)意義上說(shuō)，無(wú)標(biāo)樣定量相分析法具有較大的使用價(jià)值和推廣價(jià)值[29]。X射線(xiàn)是爭(zhēng)論粘土礦物尤其是爭(zhēng)論泥巖和碳酸巖鹽中粘土礦物的重要手段。馮澤[30]X衍射技術(shù)在石油勘探開(kāi)發(fā)中的重要應(yīng)用。范光、葛祥坤[331]X射線(xiàn)儀對(duì)疆某地區(qū)鈹?shù)V床的礦石進(jìn)展鈹選礦試驗(yàn)，探究了鈹?shù)拇嬖谛问酱嬖谛问?確定該區(qū)域的主要礦物為羥硅鈹石。廖立兵[32]等，介紹了粉晶X射線(xiàn)衍射在巖石礦物學(xué)爭(zhēng)論中的應(yīng)用。龐小麗[33]等綜述了粉晶X射線(xiàn)衍射法在造巖礦物、拈土礦物、巖組學(xué)、類(lèi)質(zhì)同象和結(jié)晶度的測(cè)定等領(lǐng)域發(fā)揮的重要作用。測(cè)定等領(lǐng)域發(fā)揮的重要作用。綜述他們的觀(guān)點(diǎn)，粉晶X射線(xiàn)衍射不僅在礦物的定性射線(xiàn)衍射不僅在礦物的定性/定量分析、//無(wú)序構(gòu)造爭(zhēng)論、巖組學(xué)爭(zhēng)論等傳統(tǒng)領(lǐng)域連續(xù)發(fā)揮著重要作用，在礦物結(jié)晶過(guò)程和相轉(zhuǎn)變爭(zhēng)論、礦物爭(zhēng)論等傳統(tǒng)領(lǐng)域連續(xù)發(fā)揮著重要作用，在礦物結(jié)晶過(guò)程和相轉(zhuǎn)變爭(zhēng)論、礦物外表物相爭(zhēng)論、礦物缺陷爭(zhēng)論和礦物晶體構(gòu)造測(cè)定等領(lǐng)域也呈現(xiàn)出寬闊的應(yīng)用前景。由于原子吸取系統(tǒng)分析特點(diǎn)是靈敏度高〔10-6級(jí)〕70多種元素，該方法在地球化學(xué)找礦分析中常用在Cu，Pb,Zn,Ni,等元素的測(cè)定[34]。李國(guó)武[35]等通過(guò)試驗(yàn)探究西藏羅布莎鉻鐵礦中硅鐵合金礦物覺(jué)察樣品的xx射線(xiàn)衍射中以FeSi為主的單顆粒中含有FeSi2的衍射峰，而在另一些FeSi2單顆粒樣品中含有自然硅的衍射峰。說(shuō)明可能存在FeSi-FeSiFeSi2-Si的晶出挨次推想其環(huán)境中的晶出挨次推想其環(huán)境中的復(fù)原程度依次增高。因此認(rèn)為羅布莎鉻鐵礦重砂中的硅鐵合金礦物可能是地球旱期演化分異作用的結(jié)果。此外，此外，