1、方法的特點(diǎn)
粉末衍射儀法是用檢測(cè)器逐個(gè)測(cè)量每一個(gè)衍射的位置和強(qiáng)度,而照相方法則是用底片同時(shí)記錄可攝角度范圍內(nèi)的全部衍射線(xiàn)。所以,若需檢查衍射環(huán)的外貌特點(diǎn)(是否不連續(xù),樣品中是否存在擇優(yōu)取向等)時(shí),則用照相法較為方便。
2、對(duì)樣品的要求
樣品的zui少用量?jī)煞N方法差別很大。要得到一張好的粉末圖,衍射儀所需的粉末的體積至少為0.lml,如果對(duì)線(xiàn)條的強(qiáng)度數(shù)據(jù)要求不高,則有0.02ml體積的粉末也足使用,這和聚焦照相機(jī)所需的樣品起碼用量差不多。D-S.照相法樣品用量很少,用0.0015ml便可以攝錄一張很好的粉末照片。因此D-S.照相法便于鑒定不均勻樣品的物相組成,通過(guò)顆粒外觀形狀的差別或硬度、顏色、光性等的差異,用手檢分離少量顆粒,便足供照相之用了。而對(duì)于成塊樣品,用衍射儀進(jìn)行檢驗(yàn)比較方便,樣品不一定要制成粉末,只需加工出一個(gè)平面則可使用。若樣品需要避免環(huán)境氣氛的影響(如樣品易潮和易氧化的情況),則似乎用D-S.照相法容易解決。
3、強(qiáng)度數(shù)據(jù)的質(zhì)量
用粉末衍射儀法獲得的衍射強(qiáng)度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度遠(yuǎn)高于照相方法。用衍射儀能直接獲得衍射線(xiàn)的形狀;而照相法只能得到用測(cè)微光度計(jì)測(cè)量的底片上線(xiàn)條切面的黑度分布。衍射儀的X射線(xiàn)強(qiáng)度測(cè)量系統(tǒng),在自宇宙的背底計(jì)數(shù)(1計(jì)數(shù)/秒)至105計(jì)數(shù)/秒這樣大的強(qiáng)度范圍內(nèi),有很好的線(xiàn)性;而在照相方法中同一底片上用眼力對(duì)比可測(cè)的強(qiáng)度范圍僅為10:1,而且黑度與X射線(xiàn)強(qiáng)度一般不呈線(xiàn)性關(guān)系,需經(jīng)過(guò)黑度-強(qiáng)度校正后才能得到強(qiáng)度數(shù)據(jù)。用多重底片法可以擴(kuò)展強(qiáng)度的測(cè)量范圍,但也增加了底片校正的復(fù)雜性。
使用晶體單色器能夠得到質(zhì)量很好的衍射圖。在粉末衍射儀中單色器可以有兩種位置選擇:放在入射側(cè)或衍射側(cè)的路徑上;而在Guinler相機(jī)中只能在入射側(cè)(D-S.法實(shí)際上不便使用晶體單色器)。把單色器放在衍射側(cè)可以避免由于單色器對(duì)入射線(xiàn)光譜輪廓的影響而產(chǎn)生的衍射線(xiàn)輪廓的畸變。衍射儀方法還可以應(yīng)用電子學(xué)的脈沖幅度分析技術(shù)作為一種單色化手段,即使不用單色器,僅用正比檢測(cè)器或閃爍檢測(cè)器加脈沖輻度分析器,所得衍射圖的峰高/背底值常??梢院陀脝紊魉玫难苌鋱D相媲美。
4、衍射角θ測(cè)量的準(zhǔn)確度
粉末衍射儀用雙重掃描法可以測(cè)準(zhǔn)至0.005°(2θ),線(xiàn)形重心的測(cè)量可以準(zhǔn)至0.001°(2θ);而在照相法中若用114.6mm直徑的照相機(jī),用游標(biāo)尺測(cè)量衍射線(xiàn)的位置,D-S.照片可做到士0.1mm(相當(dāng)2θ準(zhǔn)到士0.1°),Guinier照片可做到士0.05mm(相當(dāng)2θ準(zhǔn)到士0.025°)。前者的測(cè)量誤差是后者的四倍。用測(cè)微光度計(jì)掃描照片測(cè)定衍射線(xiàn)的位置,準(zhǔn)確度能比游標(biāo)尺測(cè)量時(shí)高些,但仍不及衍射儀法。但是2θ測(cè)量系統(tǒng)誤差的高校正,衍射儀法較其他方法都復(fù)雜。在進(jìn)行高度2θ測(cè)量時(shí),無(wú)論用衍射儀或照相方法,都要求精心的實(shí)驗(yàn)步驟,都很費(fèi)時(shí)間。
5、2θ分辨能力
粉末衍射儀的圖和Guinier照片都能達(dá)到很好的分辨程度。在良好的校直條件下,CuKα1、Kα2雙重線(xiàn)在衍射儀圖上于30°(2θ)附近的范圍上便能區(qū)分開(kāi)來(lái),而在D-S.照片上很少能在90°(2θ)以前的區(qū)域上能區(qū)分開(kāi)來(lái)的。同一個(gè)樣品的衍射儀圖和Guinier照片的光度計(jì)掃描圖,其衍射峰的半高度寬僅為D-S.照片的幾分之一(均在*分辨力條件下進(jìn)行比較)。Guinier照相機(jī)的分辨力幾乎是D-S.相機(jī)的五倍。
6、速度
粉末衍射儀能立即得到數(shù)據(jù),因此若只需觀測(cè)若干個(gè)衍射時(shí),實(shí)驗(yàn)時(shí)間時(shí)十分節(jié)省,而照相方法則不能按這種方式進(jìn)行。衍射儀特別便于進(jìn)行在動(dòng)態(tài)過(guò)程中跟蹤測(cè)量某些衍射峰的變化。
7、特殊條件
在X射線(xiàn)衍射儀上,樣品周?chē)休^大的空間,較之照相方法易于添加一些附屬裝置以便在一些特殊條件下,(高溫、低溫、氣氛、高壓等)研究樣品的變化。
8、設(shè)備
照相法需要備一個(gè)暗室,需要做暗室工作。但它不要求高穩(wěn)定度的X射線(xiàn)發(fā)生器,照相設(shè)備的使用、調(diào)整等也較簡(jiǎn)單,設(shè)備費(fèi)用較低。衍射儀法的設(shè)備復(fù)雜,費(fèi)用昂貴,但技術(shù),容易自動(dòng)化、智能化。
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