XRD谱图解析

2024-10-10
铄思百检测

XRD 谱图解析主要包括以下几个方面:



  1. 基本信息认识

    • 横坐标:XRD 图的横坐标通常是 X 射线的入射角度的两倍(2θ),单位为度(°)。不同的晶体结构具有不同的晶面间距,会在特定的 2θ 角度产生衍射峰。

    • 纵坐标:纵坐标是衍射后的强度,代表着 X 射线被晶体衍射后的信号强度。强度越高,说明该角度下的衍射现象越明显,对应的晶面在样品中的含量或结晶度可能越高。


  2. 峰位分析

    • 物相鉴定:每种晶体物质都有其独特的 XRD 谱图,就像人的指纹一样。通过与标准物质的 XRD 谱图进行对比,可以确定样品中存在的物相。如果样品的衍射峰位置与标准物质的衍射峰位置相匹配,那么可以初步判断样品中含有该物相3。例如,对于常见的晶体物质,如氯化钠、碳酸钙等,都有相应的标准 XRD 谱图可供对比。

    • 晶格参数确定:根据布拉格方程 (其中 是晶面间距, 是衍射角, 是衍射级数, 是 X 射线的波长),可以从衍射峰的位置计算出晶体的晶格参数,如晶胞边长、晶胞体积等。这对于研究晶体的结构和性质非常重要5


  3. 峰强分析

    • 结晶度判断:一般来说,衍射峰的强度越高,晶体的结晶度越高。结晶度是指晶体在样品中所占的比例。如果样品的 XRD 谱图中衍射峰尖锐且强度高,说明样品的结晶性好;如果衍射峰宽化且强度低,说明样品的结晶性差,可能存在非晶态物质或晶体缺陷。

    • 物相含量分析:在多相混合物的 XRD 谱图中,各物相的衍射峰强度与其在混合物中的含量有关。通过测量各物相衍射峰的强度,并结合一定的定量分析方法(如内标法、外标法、K 值法等),可以估算出各物相的相对含量。


  4. 峰形分析

    • 晶粒尺寸估计:根据谢乐公式 (其中 是晶粒尺寸, 是谢乐常数, 是 X 射线的波长, 是衍射峰的半高宽, 是衍射角),可以从衍射峰的半高宽估算出晶体的晶粒尺寸。峰宽越宽,晶粒尺寸越小;峰宽越窄,晶粒尺寸越大4

    • 晶体缺陷和应力分析:晶体中的缺陷和应力会导致衍射峰的宽化、位移等现象。例如,晶格畸变、位错等缺陷会使晶体的对称性降低,从而使衍射峰的形状和位置发生变化。通过分析衍射峰的变化,可以了解晶体中的缺陷和应力情况5



总之,XRD 谱图解析是一个复杂的过程,需要综合考虑峰位、峰强、峰形等多个因素,并结合样品的制备方法、实验条件等信息,才能对晶体的结构、物相、结晶度、晶粒尺寸等进行准确的分析和判断。


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