一、X射線衍射實驗方法之樣品制備
在衍射儀法中,樣品制作上的差異對衍射結果所產生的影響,要比照相法中大得多。因此,制備符合要求的樣品,是衍射儀實驗技術中的重要的一環,通常制成平板狀樣品。衍射儀均附有表面平整光滑的玻璃或鋁質的樣品板,板上開有窗孔或不穿透的凹槽,樣品放入其中進行測定。
1、粉晶樣品的制備
(1)將被測試樣在瑪瑙研缽中研成5μm左右的細粉;
(2)將適量研磨好的細粉填入凹槽,并用平整光滑的玻璃板將其壓緊;
(3)將槽外或高出樣品板面多余粉末刮去,重新將樣品壓平,使樣品表面與樣品板面一樣平齊光滑。
2、特殊樣品的制備
對于金屬、陶瓷、玻璃等一些不易研成粉末的樣品,可先將其鋸成窗孔大小,磨平一面,再用橡皮泥或石蠟將其固定在窗孔內。對于片狀、纖維狀或薄膜樣品也可取窗孔大小直接嵌固在窗孔內。但固定在窗孔內的樣品其平整表面必須與樣品板平齊,并對著入射X射線。
二、X射線衍射實驗測量方式和實驗參數選擇
1、測量方式
衍射測量方式有連續掃描和步進掃描法。連續掃描法是由脈沖平均電路混合成電流起伏,而后用長圖記錄儀描繪成相對強度隨2θ變化的分布曲線。步進掃描法是由定標器定時或定數測量,并由數據處理系統顯示或打印,或由繪圖儀描繪成強度隨2θ變化的分布曲線。不論是哪一種測量方式,快速掃描的情況下都能相當迅速地給出全部衍射花樣,它適合于物質的預檢,特別適用于對物質進行鑒定或定性估計。對衍射花樣局部做非常慢的掃描,適合于精細區分衍射花樣的細節和進行定量的測量。例如,混合物相的定量分析,的晶面間距測定、晶粒尺寸和點陣畸變的研究等。
2、實驗參數選擇
(1)狹縫
狹縫的大小對衍射強度和分辨率都有影響。大狹縫可得較大的衍射強度。但降低分辨率,小狹縫提高分辨率但損失強度,一般如需要提高強度時宜選取大些狹縫,需要高分辨率時宜選小些狹縫,尤其是接收狹縫對分辨率影響更大。每臺衍射儀都配有各種狹縫以供選用。
(2)時間常數和預置時間
連續掃描測量中采用時間常數,客觀存在是指計數率儀中脈沖平均電路對脈沖響應的快慢程度。時間常數大,脈沖響應慢,對脈沖電流具有較大的平整作用,不易辨出電流隨時間變化的節,因而,強度線形相對光滑,峰形變寬,高度下降,峰形移向掃描方向;時間常數過大,還會引起線形不對稱,使一條線形的后半部分拉寬。反之,時間常數小,能如實繪出計數脈沖到達速率的統計變化,易于分辨出電流時間變化的細節,使弱峰易于分辨,衍射線形和衍射強度更加真實。計數率儀均配有多種可供選擇的時間常數。步進掃描中采用預置時間來表示定標器一步之內的計數時間,起著與時間常數類似的作用,也有多種可供選擇的方式。
(3)掃描速度和步寬
連續掃描中采用的掃描速度是指計數器轉動的角速度。慢速掃描可使計數器在某衍射角度范圍內停留的時間更長,接收的脈沖數目更多,使衍射數據更加可靠。但需要花費較長的時間,對于精細的測量應采用慢掃描,物相的預檢或常規定性分析可采用快掃描,在實際應用中可根據測量需要選用不同的掃描速度。步進掃描中用步寬來表示計數管每步掃描的角度,有多種方式表示掃描速度。
(4)走紙速度和角放大
連續掃描中的走紙速度起著與掃描速度相反的作用,快走紙速度可使衍射峰分得更開,提高測量準確度。一般精細的分析工作可用較快速的走紙,常規的分析可使走紙速度適當放慢些。步進掃描中用角放大來代替紙速,大的角放大倍數可使衍射峰拉得更開。
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