Рентгеновский Фазовый Анализ

метод качеств. И количеств. Анализа фазового состава поликристаллич. Материалов, основанный на изучении дифракции рентгеновских лучей. Качественный Р. Ф. А. Поскольку каждая фаза поликристаллич. Образца имеет кристаллич. Решетку с характерным набором расстояний dмежду параллельными кристаллографич. Плоскостями, рентгеновские лучи отражаются от кристаллографич. Плоскостей (и дифрагируют) с характерным только для данной фазы набором брэгговских углов q (угол между падающим лучом и отражающей плоскостью) и относительных интексивностей дифракц. Отражений. Последние регистрируют с помощью дифрактометров (ди-фрактограммы) или, реже, на рентгеновской пленке (рентгенограммы). Дифракц. Картина многофазного образца представляет собой наложение дифракц.

Картин отдельных фаз. По положению дифракц. Максимумов (пиков на дифракто-грамме или линий на рентгенограмме) определяют углы q, а затем значения dрассчитывают в соответствии с условием Брэгга-Вульфа по ур-нию. 2d/sinq = l (l-длина волны рентгеновского излучения) или из таблиц, в к-рых приводятся значения d(q) при различных l. Если по хим. Составу и методу получения материала можно предположить его фазовый состав, то проведение Р. Ф. А. Заключается в сравнении эксперим. Значений dи относит. Интенсивностей дифракц. Максимумов с набором соответствующих табличных значений для каждой из предполагаемых фаз. Значения dи относит. Интенсивностей дифракц. Максимумов мн. Неорг. И орг. Соединении, минералов и синтетич. Материалов опубликованы.

Наиб. Полный и постоянно пополняемый определитель фаз-картотека ASTM (Американского общества испытаний материалов), в к-рой содержатся кристаллографич. Данные, сведения о физ. И др. Св-вах фаз. Фазу можно считать установленной при наличии на дифрактограмме трех ее самых интенсивных пиков и примерного соответствия отношений интенсивностей справочным данным. Исключая все пики обнаруженной фазы, проводят такой же анализ с оставшимися дифракц. Пиками. В картотеке ASTM имеется также указатель, в к-ром все включенные в картотеку в-ва расположены в порядке убывания межплоскостных расстояний dдля трех наиб. Интенсивных дифракц. Максимумов. Этот указатель дает возможность провести качеств. Анализ и тогда, когда об исследуемом образце предварительно ничего не известно или когда часть дифракц.

Пиков на дифрактограмме осталась нерасшифрованной. В этом случае по указателю следует подобрать три межплоскостных расстояния, последовательность значений к-рых совпадала бы с последовательностью значений dдля трех наиб. Интенсивных пиков. Затем на дифрактограмме находят остальные пики предполагаемой фазы. Идентификация не м. Б. Осуществлена описанными методами, если фазы-твердые р-ры переменного состава. Миним. Кол-во фазы в смеси, к-рое дает достаточное число дифракц. Пиков Для ее надежного определения, зависит от природы фазы, состава смесей, условий съемки и др. Факторов и колеблется в широких пределах-от 0,1 до 10%. Качественный Р. Ф. А. Может быть осуществлен автоматически при съемке образцов в рентгеновском дифрактометре, управляемом ЭВМ, в память к-рой введены данные картотеки ASTM.

Количественный Р. Ф. А. Смеси основан на зависимости отношения интенсивностей m/In > дифракц. Пиков двух фаз ти nот отношения массовых концентраций С т/С n этих фаз. В случае двухфазных смесей с концентрациями фаз C1 и С 2 и при наличии одной из фаз, напр. 1, в чистом виде (внеш. Стандарт) применяется т. Наз. Метод внеш. Стандарта, основанный на соотношении. Здесь I1 и -интенсивности дифракц. Пиков фазы 1, находящейся соотв. В смеси и в чистом виде,и -массовое коэф. Поглощения фаз 1 и 2, равные отношению линейных коэф. Поглощения (т. Е. Поглощению образца на единицу длины) к плотности фазы. Как видно из ур-ния, для смеси фаз с отношение = C1. Приследует рассчитать отношение или определить его экспериментально по эталонной смеси.

В последнем случае кривые зависимости I1/=f/(C1) нелинейны, что неудобно. Поэтому чаще используют т. Наз. Метод внутр. Стандарта. В этом методе в состав анализируемой смеси вводят новую фазу (внутр. Стандарт). Тогда т/I с= a С m, где т и I с -интенсивности дифракц. Пиков фазы ти стандартной фазы соотв. A -постоянный коэффициент. Для построения прямой m/I с Ч С т > достаточно снять дифрактограмму (или рентгенограмму) одной двухфазной смеси. Применяя метод внутр. Стандарта, в образце с nфазами можно определить концентрацию всех фаз. Для этого необходимо построить n Ч1 градуировочных графиков, т. К. Условие= 1 позволяет определить концентрацию последней фазы без градуировочного графика. Погрешность в количеств. Определении фазы составляет 2%.

Лит. Миркин Л. И., Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов, М., 1961. Гиллер Я. Л., Таблицы межолоскостных расстояний, т. 1-2, М., 1966. ASTM Diffraction data file, PhiL, 1969. В. Д. Крылов.