X射线衍射分析的应用
单一物相的鉴定或验证
物相定性分析
物相分析 混合物相的鉴定
（物相鉴定） 物相定量分析
衍射花样的指数标定
点阵常数（晶胞参数）测定
晶体结构分析 晶体对称性（空间群）的测定
等效点系的测定
晶体定向
非晶体结构分析
晶粒度测定
结晶度测定,晶体密度测定
取向度测定
宏观应力分析第一节 物相分析
物相分析 是指确定物质（材料）由哪些相组成（即 物相定性分析 或称物相鉴定 ）和确定各组成相的含量（常以体积分数或质量分数表示，
即 物相定量分析 ）。
一、物相定性分析
1.基本原理
物质的 X射线衍射花样特征是分析物质相组成的,指纹脚印,。
制备各种标准单相物质的衍射花样并使之规范化，将待分析物质 (样品 )的衍射花样与之对照，从而确定物质的组成相，这就是 物相定性分析的基本原理与方法 。
各种已知物相衍射花样的规范化工作于 1938年由 哈那瓦特 (J,D,
Hanawalt)开创。
他的主要工作是将物相的衍射花样特征 (位置与强度 )用 d(晶面间距 )和
I(衍射线相对强度 )数据组表达并制成相应的物相衍射数据卡片。
卡片最初由“美国材料试验学会 (ASTM)”出版，故称 ASTM卡片 。
1969年成立了国际性组织“粉末衍射标准联合会 (JCPDS)”,由它负责编辑出版“粉末衍射卡片”，称 PDF卡片 。
图 7-l所示为氯化钠 (NaCl)的 PDF卡片。
2,PDF卡片图 7-l所示为氯化钠 (NaCl)的 PDF卡片
3,PDF卡片索引
为方便、迅速查对 PDF卡片,JCPDS编辑出版了多种 PDF卡片检索手册：
Hanawalt无机物检查手册
Hanawalt有机相检查手册
无机相字母索引
Fink无机索引
矿物检索手册等 。
检索手册按检索方法可分为两类，一类以物质名称为索引 (即 字母索引 )，另一类以 d值数列为索引 (即 数值索引 )。
（ 1）数值索引
以 Hanawalt无机相数字索引为例。
其编排方法为：一个相一个条目，在索引中占一横行，其内容依次为按强度递减顺序排列的 8条强线的晶面间距和相对强度值、化学式、
卡片编号和参比强度值。条目示例如下：
芬克无机数值索引与哈那瓦特数值索引相类似，主要不同的是其以八强线条的 d值循环排列，每种相在索引中可出现 8次。
（ 2）字母索引
以物相英文名称字母顺序排列。每种相一个条目，占一横行。
条目的内容顺序为：物相英文名称、三强线 d值与相对强度、卡片编号和参比强度号。条目示例如下：
4.物相定性分析的基本步骤
（ 1）制备待分析物质样品；
（ 2）用衍射仪法或照相法获得样品衍射花样；
（ 3）检索 PDF卡片；
（ 4）核对 PDF卡片与物相判定。
5,多相物质分析
多相物质相分析的方法是按上述基本步骤逐个确定其组成相。
多相物质的衍射花样是其各组成相衍射花样的简单叠加，这就带来了多相物质分析 (与单相物质相比 )的困难：
检索用的三强线不一定局于同一相，而且还可能发生一个相的某线条与另一相的某线条重叠的现象。
因此，多相物质定性分析时，需要将衍射线条轮番搭配、反复尝试，
比较复杂。
6.应注意的几个问题
（ 1） 实验条件影响衍射花样
在查核强度数据时，要注意样品实验条件与 PDF卡片实验条件之异同。
在定性分析过程中以 d值为主要依据，而相对强度仅作为参考依据。
在核查 d值时，还应考虑到低角度衍射线的分辨率较低，因而测量误差比高角度线条大的情况等。
（ 2） 在分析工作中充分利用有关待分析物的化学、物理、力学性质及其加工等各方面的资料信息
（ 3） 固溶体相的鉴定
（ 4） 计算机自动检索二、物相定量分析
1.基本原理
定量分析的任务 是确定物质 (样品 )中各组成相的相对含量。
由于需要准确测定衍射线强度，因而定量分析 一般都采用衍射仪法。
设样品中任意一相为 j,其某 (HKL)衍射线强度为 Ij,其体积分数为 fj，
样品 (混合物 )线吸收系数为?； 定量分析的基本依据 是：
Ij随 fj的增加而增高；但由于样品对 X射线的吸收,Ij亦不正比于 fj,而是依赖于 Ij与 fj及?之间的关系。
多相混合物样品，其?可表示为
式中,(?m)j—— j相质量吸收系数； wj—— j相质量分数。
衍射仪法吸收因子为 1/2?，混合物样品中任一相 j的强度 (Ij)为
式中,Vj—— j相参与衍射 (被照射 )的体积，设样品参与衍射 (被照射 )
的总体积 V为单位体积，则 Vj=V·fj=fj。
设
对于同一样品各相之 Ij而言,B值相同
又设
对于给定之 j相,Cj是只取决于衍射线条指数 (HKL)的量
则
（ 7-3）
此式即为 物相定量分析的基本依据 。
设多相样品中任意两相为 j1和 j2，按式 (7-3)，有
（ 7-4）
式 (7-4)中,Ij1与 Ij2由 j1相与 J2相的衍射线条强度测量可得，而 Cj1与 Cj2通过计算可求。
故按式 (7-4)，可得 Vj1/Vj2或 fj1/fj2。以此为基础，若已知样品为两相混合物，即有 fj1+fj2=1，则可分别求得 fj1与 fj2，此即为物相分析之 直接对比法 。
若在样品内加入一已知含量的物相 (s，称 内标物 )，据待分折相 (a)与 s
相之强度比 Ia/Is亦可求得 a相含量，此即为物相分析之 内标法,内标法又分为 内标曲线法,K值法 与 任意内标法 等方法。
定量分析的方法
直接对比法
内标曲线法
内标曲线法 K值法 (基体冲洗法 )
任意内标法
外标法
无标样分析法
单一物相的鉴定或验证
物相定性分析
物相分析 混合物相的鉴定
（物相鉴定） 物相定量分析
衍射花样的指数标定
点阵常数（晶胞参数）测定
晶体结构分析 晶体对称性（空间群）的测定
等效点系的测定
晶体定向
非晶体结构分析
晶粒度测定
结晶度测定,晶体密度测定
取向度测定
宏观应力分析第一节 物相分析
物相分析 是指确定物质（材料）由哪些相组成（即 物相定性分析 或称物相鉴定 ）和确定各组成相的含量（常以体积分数或质量分数表示，
即 物相定量分析 ）。
一、物相定性分析
1.基本原理
物质的 X射线衍射花样特征是分析物质相组成的,指纹脚印,。
制备各种标准单相物质的衍射花样并使之规范化，将待分析物质 (样品 )的衍射花样与之对照，从而确定物质的组成相，这就是 物相定性分析的基本原理与方法 。
各种已知物相衍射花样的规范化工作于 1938年由 哈那瓦特 (J,D,
Hanawalt)开创。
他的主要工作是将物相的衍射花样特征 (位置与强度 )用 d(晶面间距 )和
I(衍射线相对强度 )数据组表达并制成相应的物相衍射数据卡片。
卡片最初由“美国材料试验学会 (ASTM)”出版，故称 ASTM卡片 。
1969年成立了国际性组织“粉末衍射标准联合会 (JCPDS)”,由它负责编辑出版“粉末衍射卡片”，称 PDF卡片 。
图 7-l所示为氯化钠 (NaCl)的 PDF卡片。
2,PDF卡片图 7-l所示为氯化钠 (NaCl)的 PDF卡片
3,PDF卡片索引
为方便、迅速查对 PDF卡片,JCPDS编辑出版了多种 PDF卡片检索手册：
Hanawalt无机物检查手册
Hanawalt有机相检查手册
无机相字母索引
Fink无机索引
矿物检索手册等 。
检索手册按检索方法可分为两类，一类以物质名称为索引 (即 字母索引 )，另一类以 d值数列为索引 (即 数值索引 )。
（ 1）数值索引
以 Hanawalt无机相数字索引为例。
其编排方法为：一个相一个条目，在索引中占一横行，其内容依次为按强度递减顺序排列的 8条强线的晶面间距和相对强度值、化学式、
卡片编号和参比强度值。条目示例如下：
芬克无机数值索引与哈那瓦特数值索引相类似，主要不同的是其以八强线条的 d值循环排列，每种相在索引中可出现 8次。
（ 2）字母索引
以物相英文名称字母顺序排列。每种相一个条目，占一横行。
条目的内容顺序为：物相英文名称、三强线 d值与相对强度、卡片编号和参比强度号。条目示例如下：
4.物相定性分析的基本步骤
（ 1）制备待分析物质样品；
（ 2）用衍射仪法或照相法获得样品衍射花样；
（ 3）检索 PDF卡片；
（ 4）核对 PDF卡片与物相判定。
5,多相物质分析
多相物质相分析的方法是按上述基本步骤逐个确定其组成相。
多相物质的衍射花样是其各组成相衍射花样的简单叠加，这就带来了多相物质分析 (与单相物质相比 )的困难：
检索用的三强线不一定局于同一相，而且还可能发生一个相的某线条与另一相的某线条重叠的现象。
因此，多相物质定性分析时，需要将衍射线条轮番搭配、反复尝试，
比较复杂。
6.应注意的几个问题
（ 1） 实验条件影响衍射花样
在查核强度数据时，要注意样品实验条件与 PDF卡片实验条件之异同。
在定性分析过程中以 d值为主要依据，而相对强度仅作为参考依据。
在核查 d值时，还应考虑到低角度衍射线的分辨率较低，因而测量误差比高角度线条大的情况等。
（ 2） 在分析工作中充分利用有关待分析物的化学、物理、力学性质及其加工等各方面的资料信息
（ 3） 固溶体相的鉴定
（ 4） 计算机自动检索二、物相定量分析
1.基本原理
定量分析的任务 是确定物质 (样品 )中各组成相的相对含量。
由于需要准确测定衍射线强度，因而定量分析 一般都采用衍射仪法。
设样品中任意一相为 j,其某 (HKL)衍射线强度为 Ij,其体积分数为 fj，
样品 (混合物 )线吸收系数为?； 定量分析的基本依据 是：
Ij随 fj的增加而增高；但由于样品对 X射线的吸收,Ij亦不正比于 fj,而是依赖于 Ij与 fj及?之间的关系。
多相混合物样品，其?可表示为
式中,(?m)j—— j相质量吸收系数； wj—— j相质量分数。
衍射仪法吸收因子为 1/2?，混合物样品中任一相 j的强度 (Ij)为
式中,Vj—— j相参与衍射 (被照射 )的体积，设样品参与衍射 (被照射 )
的总体积 V为单位体积，则 Vj=V·fj=fj。
设
对于同一样品各相之 Ij而言,B值相同
又设
对于给定之 j相,Cj是只取决于衍射线条指数 (HKL)的量
则
（ 7-3）
此式即为 物相定量分析的基本依据 。
设多相样品中任意两相为 j1和 j2，按式 (7-3)，有
（ 7-4）
式 (7-4)中,Ij1与 Ij2由 j1相与 J2相的衍射线条强度测量可得，而 Cj1与 Cj2通过计算可求。
故按式 (7-4)，可得 Vj1/Vj2或 fj1/fj2。以此为基础，若已知样品为两相混合物，即有 fj1+fj2=1，则可分别求得 fj1与 fj2，此即为物相分析之 直接对比法 。
若在样品内加入一已知含量的物相 (s，称 内标物 )，据待分折相 (a)与 s
相之强度比 Ia/Is亦可求得 a相含量，此即为物相分析之 内标法,内标法又分为 内标曲线法,K值法 与 任意内标法 等方法。
定量分析的方法
直接对比法
内标曲线法
内标曲线法 K值法 (基体冲洗法 )
任意内标法
外标法
无标样分析法
