刚接触粉晶结构分析时,玩转你可能觉得那些密密麻麻的粉晶分析衍射峰像天书。别慌,准下咱们今天就聊聊怎么用ISO标准玩转这个技术。图读记得实验室老王说过:“看衍射图谱就像认星座,谱解找对了参照系,玩转星星连成线就有门道了。粉晶分析”
一、准下样品制备的图读讲究
研磨样品时,建议用玛瑙研钵。谱解有次我用玻璃研钵,玩转结果图谱上出现奇怪的粉晶分析杂质峰——后来发现是玻璃碎屑混进去了。注意这三点:
- 粒度控制:研磨至200目左右(面粉粗细)
- 防污染:不同样品间要彻底清洁工具
- 湿度敏感样品记得用干燥箱保存
研磨工具 | 适用场景 | 注意事项 |
玛瑙研钵 | 常规矿物 | 禁止敲击 |
碳化钨球磨罐 | 金属合金 | 防氧化处理 |
常见制备失误
新手常犯的准下错是样品量掌握不好。ISO 20565建议装填密度控制在60%-80%,图读太松会出现“月牙效应”,谱解太紧可能导致基底变形。
二、仪器操作实战要点
实验室那台老式衍射仪启动时总发出嗡嗡声,张工说这是正常现象。关键要盯着这三个参数:
- 扫描速度:建议0.5°/min起步
- 管电压:别超过40kV(铜靶时)
- 接收狭缝:0.3mm适合常规分析
衍射仪型号 | 角度精度 | 适用场景 |
D8 ADVANCE | ±0.0001° | 精密物相分析 |
X'Pert3 | ±0.002° | 常规检测 |
校准小技巧
用标准硅片校准时要等仪器预热30分钟。有次急着做实验,没预热就校准,结果2θ角偏差了0.1°,整个下午数据都作废。
三、图谱分析的七步心法
按照《粉晶结构分析基础》的方法,我总结出这个流程:
- 基线校正(别小看这个,能消除60%的背底噪声)
- 寻峰定位(推荐使用二阶导数法)
- 强度归一化处理
- 匹配PDF卡片库
峰位匹配的诀窍
遇到重叠峰别慌。比如石英的26.6°峰常与长石峰重叠,这时候要看次级峰。有次把方解石误判为白云石,就是没注意34.3°处的特征峰。
四、常见矿物鉴别特征
矿物 | 特征峰(2θ) | 强度比 |
石英 | 26.6°、20.8° | 10:7 |
方解石 | 29.4°、39.4° | 10:3 |
上周帮地质所分析沉积岩样品,就是靠着方解石29.4°的主峰锁定碳酸盐成分的。记得多对比标准图谱,《X射线衍射技术手册》里的参考数据特别实用。
五、实战案例解析
某陶瓷厂送来个样品,衍射图谱在35°附近出现异常宽化峰。后来发现是氧化锆的四方相和单斜相共存,通过Rietveld精修定量出两相比例,帮他们调整了烧结工艺。
实验室的咖啡机又发出咕噜声,窗外飘来玉兰花的香味。小李抱着新到的样品推门进来:“快帮我看看这个黏土矿物的衍射峰……”