XRD粉末样品制备介绍（-）

关于XRD粉末样品的制备，您了解多少呢？今天，我们就聊聊这个话题。

01   B-B衍射几何对试样的要求

XRD粉末衍射准聚焦几何要求试样很好满足聚焦条件：

·试样表面应该平整紧密；

·试样表面应该确位于聚焦圆上，准确与测角仪轴相切。

图1 B-B衍射几何示意图

02样品制备的重要性

XRD衍射峰的三要素（峰位、峰强、峰形）都与样品制备密切相关（具体见图2中描述），这就是为什么要仔细思考样品制备重要性的原因。

图2：XRD衍射峰的三要素

粉末样品制备常见的问题3.1颗粒尺寸效应样品的粒径和晶粒大小通常相关，粒径大的话晶粒尺寸也会变大。晶体尺寸的大小对观察到的衍射线有很大的影响。

图3：晶粒大小与Debye环的关系

图3右图是粒径为200微米以上的大粒径的试样。对于具有这样大小的晶粒的试样，通过X射线衍射观测到的德拜环不是连续的环状而是点状。

图3中央的图是粒径为10微米以下的比较小的晶粒的试样。在这种程度大小的情况下，德拜环成为没有强度变化的连续环状，也是重现性好的数据。

另外，图3左边的图是具有粒径为0.1微米以下的相当小的晶粒的试样。这种情况下，由于晶粒的尺寸小，可以表现出衍射线的扩展效果，

考虑到以上情况，在定性分析的目的下，考虑到数据的重现性，试样必须为50微米以下的粒径。

样品颗粒比较大，衍射强度不成比例（强度或高或低，颗粒效应），通过调整样品的粒度，可以得到再现性好的数据。

图4：晶粒大小与X射线图谱之间的关系

图4左边的图是测定粒径为10微米左右的结晶子比较小的石英的例子。您可以看到，它与红色所示的原始数据库的峰值强度比非常吻合。

图4右图是粒径为100微米左右的样品的情况。与数据库的强度比有很大的不同。粒径大的试料的情况下，成为没有重现性的数据。

3.2 样品应充分混合均匀，否则无法代表真实情况：颗粒聚集，分散，物相不均匀。

3.3 样品在充分混合均匀后，请尽量压紧压实做到表面平坦， 与样品架同高， 不突出， 不凹陷。

图5：表面状态和X射线衍射图谱的关系

在平坦地填充粉末试样情况下，如左图所示的石英粉末的测定数据那样，它与数据库的峰值位置和强度非常吻合，

填充粉末试料后，试料表面存在凹凸。右图为同样的样品， 但表面有凹凸时。您会发现与本来应该观测到的数据库的峰值位置有偏差，而且峰值的宽度也增大了。峰值位置的偏差是由偏心误差引起的，宽度的扩大是受试样表面凹凸的影响，衍射线扩大的。

结论1：

在使用光路BB光路进行测试时， 试样必须为 50微米以下 的粒径。粒度均匀， 粒度在0.1-10微米间为佳， 样品用量应以压紧压实， 与样品架同高平坦为标准。

参考资料

1，近代X射线多晶体衍射   马礼敦。

2，X射线衍射理论与实践   黄继武，李周等。

3，理学期刊。