超级全面的XRD应用案例

2020-01-17
铄思百检测

XRD在材料、化学、生物、地质、医药方面具有广泛运用。它主要应用为 物相鉴定、织构分析、应力测试 。下面我们将以实例分析来看看怎么处理分析XRD实验数据。

1——结晶与取向判断

(1)由照片判断

(2)由衍射图判断

如: “宽隆”峰表明无定型;“尖锐”峰表明存在结晶或近晶。

2——同种结晶化合物的两种不同晶型

3——插层材料表征-衍射角及晶面间距的变化

实例说明:

Spectrosc. Spect. Anal., 2015,35, 462-465.上图所示为原料高岭土和各步反应产物的XRD谱图,从图中可以看出,用DMSO、KAc和KDP改性,高岭土的001晶面的衍射峰相应地向低角度移动。其中,高岭土的001晶面出现在2θ =12.4°,对应的层间距为0.716 nm;DMSO改性后向低角度移动到7.8°,12.4°的峰基本消失,这表明DMSO已经插层进入到高岭土层间。(晶面间距变大,衍射角变小)

4——衍射谱线

一张衍射图谱上衍射线的位置(方向)仅和原子排列周期性有关;衍射线的强度则取决于原子种类、含量、相对位置等性质;衍射线的位置强度就完整地反映了晶体结构的二个特征,从而成为辨别物相的依据。

实例说明:

Adv. Funct. Mater., 2008, 18, 1047-1056. 该图谱的峰值与峰位均与六方纤锌矿结构ZnO(b)一一对应(JCPDSno. 36-1451)。没有其他杂质相峰,其2θ角在31.7,34.4,36.2,57.3,62.5°处存在衍射峰,分别对应于ZnO的(100), (002),(101),(110)和(103)晶面,说明样品(a)为六方晶系的ZnO,并且各峰峰形尖锐,说明产物结晶完整。

5——定性分析方法

(1) 图谱直接对比法:直接比较待测样品和已知物相的谱图,该法可直观简单的对物相进行鉴定,但相互比较的谱图应在相同的实验条件下获取,该法比较适合于常见相及可推测相的分析

(2)数据对比法:将实测数据(2θ、d、I/I1)与标准衍射数据比较,可对物相进行鉴定

(3)计算机自动检索鉴定法:建立标准物相衍射数据的数据库(PDF卡片),将样品的实测数据输入计算机,由计算机按相应的程序进行检索,但这种方法还在不断地完善,主要的分析软件:Jade/X'Pert HighScore/ Search Match

实例分析:

Sensors and Actuators B, 2016, 230, 581-591.上图所示是ZnO纳米片负载不同含量的金纳米粒子的XRD图谱,相比于纯ZnO,随着负载量的依次增加,杂化材料出现了明显的Au(JCPDS No. 04-0784)的特征衍射峰,因此认为Au成功负载于ZnO表面。

表1 不同尺寸的n-Cu@T-ZnO样品的晶格常数

  • 样品——————— a(Å) —c(Å)

  • T-ZnO——————3.2498 5.2065

  • n-Cu@T-ZnO-15 nm 3.2695 5.1247

  • n-Cu@T-ZnO-25 nm 3.2808 5.1514

  • n-Cu@T-ZnO-35 nm 3.2833 5.1611

  • n-Cu@T-ZnO-45 nm 3.2860 5.1799

实例分析:

Compos. Part B: Eng., 2017, 110, 32-38. 采用XRD局部慢速高精度检测,如上图所示,氧化锌晶须负载纳米铜杂化材料出现了微弱的Cu的特征衍射峰,因此认为Cu元素以Cu单质的形式存在于ZnO晶须表面。Cu元素除了以Cu的形式存在于ZnO表面之外,Cu原子也有可能进入ZnO的晶格中,因此,根据XRD数据对ZnO以及氧化锌晶须负载纳米铜杂化材料的晶格常数进行计算,如上表1所示,杂化材料的c轴相较于ZnO有所减小,由于Cu2+的离子半径小于Zn2+的离子半径,由此推断是部分Cu2+掺杂进入了ZnO的晶格中,取代Zn2+成为置换离子,形成替位式的杂质。

实例分析:

Crystal Growth & Design, 2014, 14, 2179-2186.衍射峰的相对强度不同程度的变化,这通常与晶体结晶程度,大微晶的形成或良好有序的取向有关。通过ZnO(JCPDS,36-1451)的特征衍射峰强度分析,如上图所示,没有添加Bi2WO6的纳米棒(样品a)沿着c轴取向生长;当添加量为10%的Bi2WO6时获得纳米片(样品c),其中,(100)峰与(002)峰的相对强度随着Bi2WO6添加量的增加而增大,说明ZnO晶体的生长方向(001)随着Bi2WO6添加而被抑制,相对的促进了(100)晶面的生长。

6——xrd定量分析方法

每种物相的衍射线强度随其相含量的增加而提高,由强度值的计算可确定物相的含量。定量分析可用来确定混合物中某一化合物的含量。如:XRD图谱的其他常见用途——晶面择优取向。

实例说明:

J. Solid State Chem., 2013, 197, 69-74. 上图所示是不同PEI浓度下生长得到ZnO纳米草的XRD图谱,除了来自FTO基板的衍射峰外,均与纤锌矿结构ZnO的标准图谱吻合,所有样品在34.4°的(002)晶面衍射峰均是最强的衍射峰,其它晶面的衍射峰相比显得很微弱,表明ZnO纳米草沿着[001]晶面择优取向生长。

铄思百检测动态


武汉铄思百检测,是华中地区专业的第三方检测平台,提供材料检测服务,常规测试3-5个工作日出检测结果,铄思百检测专业的实验室仪器,专业科研团队硕博测试工程师90%,铄思百检测,坚持“恪守信誉、质量第一、客户第一”

电镜检测电镜制样光谱检测热谱检测核磁顺磁波普测试质谱检测色谱检测、表介面物性分析、其他测试更多测试请咨询在线客服


测试流程

1、客户提出测试要求(在线预约

2、细节沟通(联系在线QQ

3、下载填写测试委托单

4、测试委托单和样品邮寄

5、联系客服付款

6、安心等待

7、接受数据发票

8、后期服务

以上是对于测试的相关介绍,如有其它检测需求可以咨询实验室工程师,为您一对一服务。

温习提示

1、不定期推出各种优惠活动,详情咨询客服。

2、测试前联系在线客服确认测试条件、检测费用、检测周期等。

检测咨询热线:15071040697      黄工QQ:82187958

公司网站:www.sousepad.com

武汉铄思百检测技术有限公司

来源:铄思百检测