第6章物相分析2.ppt

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1、第六章 X射线物相分析,内 容,6-1、定性分析原理6-2、粉末衍射数据库6-3、物相定性分析方法6-4、物相定量分析原理6-5、物相定量分析方法,物相，简称相，它是具有某种晶体结构并能用某化学式表征其化学成分（或有一定的成分范围）的固体物质。比如，同样是铁，它能以体心立方结构的-Fe、面心立方结构的-Fe和体心立方结构的高温-Fe三种物相形式存在。碳能溶解于这三种相中形成固溶体。,X射线物相分析,碳在-Fe中的固溶体称为铁素体，碳在-Fe中的固溶体称为奥氏体。铁和碳还能形成化合物Fe3C，称为渗碳体，其晶体结构相当复杂。又如，矿物中同样是SiO2，它能以菱方结构的-石英、两种不同四方结构的方

2、石英和超石英、以及两种不同单斜结构的鳞石英和柯石英等形式存在。Al2O3的同分异构体就更多了。随着近代材料科学的迅猛发展，物相的含义不断扩大。,X射线物相分析,X射线物相分析,物相分析与化学分析举例来说，一种铁氧材料，用化学分析方法可以分析出试样中含有铁和氧元素，但不能知道是氧化铁Fe2O3还是氧化亚铁FeO，或者是磁铁F3O4，或者是它们的混合物，更不可能知道它们各自的百分含量。经X射线衍射得到的衍射图谱，可以明确地告诉我们到底是哪种或哪几种化合物，而且，经过计算，可以得到它们各自的百分含量。这就是化学分析与X射线衍射分析的本质区别。,X射线是物相鉴别最有效的方法,对每种物质或材料，常常需要

3、弄清楚它含有什么元素，每种元素的存在状态如何。含有什么元素，是成分分析的问题，回答元素的存在状态，则是物相分析的问题。利用化学分析方法，不仅能够确定含有什么元素，还能知道每种元素的百分重量。但是用普通的化学方法（如容量、重量、比色、极谱和光谱等），只能得出每种元素的含量，而不能说明其存在的状态。,X射线物相分析,假如有A、B两元素在同一容器中加热，可生成化合物AB，但该反应进行没有，有多少生成了AB，剩下还有没有A或B，用普通的化学方法是难于鉴别的。对上述问题，可以用X射线衍射进行物相的定性和定量分析。,X射线物相分析,X射线物相分析,物相的定义所谓物相，指三种情形：单质：由单一元素组成，如纯

4、Al，纯Cu化合物：如Fe2O3，FeO，F3O4固溶体：如Al-Zn-Mg-Cu合金经充分固溶后得到的单相，该相具有Al的结构，但由于溶质原子固溶到Al基体中，但其点阵常数略大或略小于纯Al的点阵常数.,特别要指出的是，所谓相，不是指化学元素，X射线衍射一般也不能分析出材料中所包含的元素，相反，化学元素成分作为物相分析的一个已知条件。,X射线物相分析,举例:有一白色固体混合物粉末,化学法测定存在:K+,Na+,Cl-,NO3-。到底是KCl,NaNO3还是KNO3,NaCl,化学方法不能直接给出。XRD则可以简单地解决这一问题。再比如:Al2O3有各种变体,性质差异很大,-Al2O3(刚玉)

5、比表面积为1m2/g,而-Al2O3（活性Al2O3）比表面积100200m2/g。化学分析法无法确定物相，XRD则可以简单地解决这一问题。,定性相分析,定性分析的基本原理,利用布拉格公式2dsin=，通过计算机将图谱中的衍射峰位和高度转换成d-I列表国际标准协会测量各种已知物质的d-I数据，并存为数据库（每一个物相的数据，称为一张PDF卡片）将试样的d-I数据与数据库中的数据对比，可检测出待测试样中的物相,定性相分析,什么是定性相分析和定量相分析定性相分析所谓定性相分析就是根据X射线衍射图谱，判别分析试样中存在哪些物相的分析过程。,定量相分析定量相分析是在定性相分析的基础上，根据不同物相衍射

6、峰的强度来计算物相百分含量的过程。,6-1 物相定性分析原理,定性分析的基本原理任何一种结晶物质都具有特定的晶体结构。在一定波长的X射线照射下，不同的晶体结构产生完全不同的衍射图谱。不可能有两种晶体结构的衍射花样完全相同。多相试样的衍射图谱不因为存在多相而产生变化，只是各自衍射花样的机械叠加。,物相定性分析原理：任何一种晶体物质，都具有特定的结构参数，包括点阵类型、晶胞大小、晶胞中原子（离子或分子）的数目及其位置等。在给定波长的X射线辐射下，呈现出该物质特有的多晶体衍射花样（衍射线的位置和强度）。,物相定性分析,因此，多晶体的衍射谱图就象人的指纹一样成了晶体物质所特有的标志，从而可以成为鉴别物

7、相的依据。多相物质的衍射谱图是各相衍射谱图的简单叠加，彼此独立无关，根据这一原理，便可将待测物质的衍射数据与各已知物质的衍射数据进行对比，借以对物相作定性分析。,物相定性分析,定性分析的基本原理,利用布拉格公式2dsin=，通过计算机将图谱中的衍射峰位转换成d值，衍射强度按百分比计算I（I=I测/I最大*100）。得出只与相的特征有关而与仪器、波长无关的d-I列表，代替实际图谱。国际标准协会测量各种已知物质的d-I数据，并存为数据库（每一个物相的数据，称为一张PDF卡片）将试样的d-I数据与数据库中的数据对比，可检测出待测试样中的物相。,目前已知的晶体物质已有成千上万种。事先在一定的规范条件下

8、对所有已知的晶体物质进行X射线衍射，获得一套所有晶体物质的标准X射线衍射花样图谱，建立成数据库。当对某种材料进行物相分析时，只要将实验结果与数据库中的标准衍射花样图谱进行比对，就可以确定材料的物相。,物相定性分析,6-2 粉末衍射数据库,早在1919年，哈尔（A.w.Hull）已经指出，可以用X射线衍射进行物相鉴定，但X射线真正成为一种常规的物相检验手段，是1938年以后的事情。1938年Dow化学公司的J.D.Hanawalt等公布了他们摄制的上千种物质的衍射花样，并将其分类，给出每种物质三条最强线的面间距索引（称为Hanawalt索引）。,1941年美国材料实验协会（The America

9、n Society for Testing Materials，简称ASTM）承担了编辑和整理工作，将每种物质的面间距d和相对强度I/I1及其他一些数据以卡片形式出版（称ASTM卡），公布了1300种物质的衍射数据。,粉末衍射数据库,以后，ASTM卡片逐年增添。1969年起，由ASTM和英、法、加拿大等国家的有关协会组成国际机构的“粉末衍射标准联合委员会”，负责卡片的搜集、校订和编辑工作，所以，以后的卡片成为粉末衍射卡（the Powder Diffraction File），简称PDF卡，或称JCPDS卡（the Joint Committee on Powder Diffraction S

10、tandarda）。,到1963年共出版13集，以后按每年1集的速度递增,粉末衍射数据库,至2003年PDF一共出版 61组，共收衍射谱 157 048个。其中,实验谱92 011个，计算谱多于65 000个。无机物谱约133 000个有机物谱约25 000个。为便于使用大量的卡片进行人工物相鉴定，还出版对这些卡片进行检索的索引和检索手册。最早的检索手册书是由 PDF的编辑Davey W P编制的。以后还提出过Keysort和IBM卡，Fink索引，Matthews 索引等多种检索方法和手册。其中，Fink索引是依据8条最强线进行排列并作检索的,随同PDF卡发行，直到1982年。,粉末衍射数据

11、库,目前出版的检索手册对于无机物和有机物都有依据三条最强线进行组合排列的Hanawalt索引和按首字母顺序排列的字母顺序索引。对于无机物，有按化学式首字母顺序排列的及按矿物名称或习惯名称作排列的索引；对于有机物（包括有机金属化合物）则有按化学名称、化学式和通用名称首字母排列的索引。尚有按类别分类出版的索引，如矿物、沸石和分子筛、金属和合金、水泥和化合物、爆炸物和有关材料等。,粉末衍射数据库,6-2-1 粉末衍射卡的组成,粉末衍射卡（简称ASTM或PDF卡）卡片的形式如图所示,PDF卡片形式,10,粉末衍射卡的组成,PDF卡片PDF卡片实例图,3强线衍射花样前反射区（2 90）中三条最强衍射线对

12、应的面间距和强度值,1栏：1a、1b、1c分别从衍射花样的前反射区（290）中选出最强、次强、再次强三强线的面间距，1d是试样的最大面间距。2栏：2a、2b、2c、2d分别列出上述各线条以最强线强度(I1)为100时的相对强度I/I1。,粉末衍射卡的组成,粉末衍射卡的组成,PDF卡片的实验条件 测量该卡片时所使用的实验条件。包括滤波材料波长相机直径相机或测角仪能测得的最大面间距光阑大小衍射强度的测量方法所测d值是否通过吸收校正参考资料说明,晶体学数据晶系、空间群 晶胞参数晶胞中原子或分子的数目 参考资料,3栏：表示所用的实验条件。Rad.辐射的种类；波长；Filter滤波片，当采用单色器时写明

13、“Mono.”；Dia圆筒相机直径；Cut off所用设备能得到的最大面间距；I/I1测量线条相对强度的方法；d Corr.abs？所测d值是否经过吸收校正。,粉末衍射卡的组成,粉末衍射卡的组成,4栏：物质的晶体学数据。Sys.晶系；S.G.空间群；a0、b0、c0点阵常数，其中A、C为轴比，A=a0/b0，C=c0/b0；、晶轴间夹角；Z单位晶（阵）胞中化学单位（对元素指原子，对化合物指分子）的数目；V 单位晶胞体积。,粉末衍射卡的组成,光学性质折射率光性正负光轴夹角密度熔点颜色参考资料,5栏：为该物质的光学及其它物理性质数据。、n、折射率；2V光轴间夹角；D密度（如由X射线法测得者标以Dx

14、）；mp熔点；Color颜色（如Colorless为无色）。,粉末衍射卡的组成,粉末衍射卡的组成,试样来源制备方法 化学分析升华点分解温度转变点摄照温度,6栏：为备注栏，包括样品的化学分析、试样来源、制备方式、摄照或扫描温度等数据，有时也注明物质的升华点（S.P），分解温度（D.T），转变点（T.P），热处理等。,粉末衍射卡的组成,粉末衍射卡的组成,物相的化学式和名称矿物学名称,晶面间距、干涉指数和相对强度以最高衍射峰的强度为100，作归一化处理的数据,卡片顺序号由集序号和卡片序号组成,物质的矿物学名称或通用名称，有机物为结构式。本栏中若有“”号表明卡片数据高度可靠；若有“”号则表明其可靠程度

15、较低；无标号者表示一般；有字母“i”者表示已指标化及估计强度，但不如有星号的卡片可靠；有“c”表示数据是计算值。,粉末衍射卡的组成,PDF衍射数据卡片分为有机和无机两类，常用的形式有四种：1）纸质卡片：813cm的卡片；2）微缩胶片：它可以将116张卡片印到一张胶片上，读取时要用微缩胶片读取器；3）书本卡片：将卡片印成书本式，每页印三张卡片；4）电子版卡片：有磁盘存储，有光盘版，最新的光盘版为2004PDF4版。,粉末衍射卡的组成,国际的机构、网站与数据库,1、Interantional Union of Crystallography（IUCr）国际结晶学联合会，http:/www.iucr

16、.org这是一个国际性的结晶学家的联合机构，正式成立于1948年7月28日至8月3日在美国哈佛大学召开的First General Assembly and Congress会上。目的在促进晶体学家的国际合作，促进晶体学研究的发表与交流，共同讨论、制定一些方法、单位、术语和符号的标准化，并形成晶体学和其他科学间的一些交叉点。为了达到上述目的，IUCr组织了多个专业委员会，以书面和电子的方式出版科学刊物、专门的参考书籍、通迅（Newsletter）、全世界结晶学家的辞典（World Directory/Database of Crstallographers），并组织国际性的学术交流会（Cong

17、ress and General Assembly）。,2、Commission on Powder Diffraction（CPD）粉末衍射专业委员会http:/www.iucr.org/iucr-top/comm/cpd这是IUCr下属的一个专业委员会，创建于1987年。几乎在晶体学的所有领域中、在出版物中，多数活动材料来自于科学机构，较少来自于产业部门，惟独在粉末衍射领域中情况相反。因此，CPD的目的是将广大的产业界和科学机构联系起来，鼓励在他们之间进行合作，同时采取一些措施来改进一些粉末衍射的标准物和研究方法。特别鼓励在发展中国家中进行粉末衍射的教育。CPD与后面将要介绍的ICPD，I

18、XAS保持着紧密的关系。一年出版两期通迅（Newsletter）以加强成员间的联系，通知会议、事物及报道粉末衍射中的新事物等。,3、Inertnational Centre for Diffraction Data（ICDD）国际衍射数据中心，http:/ICDD的宗旨是通过提供一个交流思想和信息的论坛及整理出版X射线衍射数据来促进在科学和技术中更广泛地应用这一材料表征方法。这是粉末衍射界普遍熟悉的一个机构，因为，所发行的粉末衍射数据集（Powder Diffraction File PDF）是最常用的物相鉴定的数据库。关于PDF的发展过程，在前面已作了详尽介绍、不再重复。在此将当前发行的电子

19、版的PDF及IC-DD在PDF以外的工作作扼要介绍。,（1）PDF的电子版PDF的电子版先后发行过四种。PDF-1：这是一种经剪辑的数据库，只包括每一物相卡片上的最强8条衍射线，适应内在不是很大的计算机及加快检索速度。目前已不再发行，ICDD鼓励拥有PDF-1的用户将其更换为PDF-2或PDF-4。PDF-2：这是完整的PDF的电子版，包括所有的PDF卡片及PDF卡片上的全部数据。以一张PDF卡作为一个记录，其中包括由d值、I/I1及衍射指数构成的表、化学名、矿物名、结构式、晶体结构参数，如晶胞参数、晶系空间群等对称性参数、一些物理和化学数据，如密度、折射率，样品的制备和纯度等及实验参数，衍射

20、设备等，还有参考文献及对该谱质量作出评估的质量标记等。,此外，还包括手工检索索引中不包括的大量计算谱，主要是由无机化合物结构数据库提供的由无机物结构数据计算得到的粉末衍射谱。对2003版，共包含157048个物相，其中无机物为133370个，有机物为25609个，有92011个实验谱，56614个为计算谱，除从无机物结构数据库得到的以外，还从美国国家标准技术局得到8423个物相的数据。为了对PDF-2作检索，ICDD提供2种功能检索软件，PCPDFWIN和ICDD SUITE。前者有在PDF-2中寻找和显示某物相数据的功能，后者实际上是PCPDWIN和索引软件PCSIWIN的组合。PCSIWI

21、N具有Hanawalt和Fink检索的功能，具有进行元素过滤，部分化学名的检索等多种功能。,PDF-3：这是一个数字粉末衍射击谱库。衍射谱不是以d和I/I1值存储的，而是以小2步长（如0.022）扫描的完整的数字粉末衍射谱。此库不大，到2003年只包含500个物相。PDF-4：这是ICDD近年新推出的一种新式的关系数据库。PDF-2是把数据按物相形成记录的（即把有关物相的所有数据都集中在一起，形成一个数据单位）。而在PDF-4中，是把所有数据按其类型（如衍射数据、分子式、d值、空间群等）存于不同的数据表中。这种分类有32种。在一种种的下面，可有数百子类。这种数据库具有非常强的发掘数据的能力。P

22、DF-4不仅是一个数据库，还包含了一些软件，可以自动做一些事情，如可以从单晶结构数据等到多晶衍射谱；基于仪器构造参数（如狭缝结构，单色器种类等）的引入，可以将实验得到的d、I数据转变为数字化的衍射击谱，成为做物相定性鉴定的第三代检索/匹配的基础。,PDF-4有多种不同的分类版本：aPDF-4/全文件2003：共包含157 048个物相，与PDF-2相同。bPDF-4/矿物2003：共包含17 535个矿物物相。其中3 304个有矿物分类代码，529个有独特的矿物分类，433个有代表性的结构代码，7 647个具有参考强度比I/Ic，这有利于做物相定量分析。cPDF-4/有面物2003：共包含21

23、8 194个有机物和金属有机物相，其中24 385是实验谱，而191 468个是从剑桥晶体学数据中心（CCDC）储存的单晶数据计算等到的粉末谱；其中大于124 900个具有参考强度比I/Ic，有利于做定量物相分析。有能力显示二维的化学结构，显示完全的数字衍射谱。这是一个内容十分丰富，非常有力的数据库。,dPDF-4/金属和合金2002：共包含36 109个金属或合金物相。其中3931个来自NIST，20 985个有参考强度比I/Ic。PDF-4各分库所含物相的总数已超过350 000。除了有34 8516个物相衍射数据以外，还可以找到300 000密度数据，140 000个颜色分类，65 00

24、0个熔点，230 000个分子实验式，46 000 000个原子的原子间的距离，600 000条参考文献，1 800种科学杂志。,（2）编辑和发行电子衍射数据库这是和美国国家标准和技术局（NIST）、Sandia国家实验室合作进行的。至2002年已包括87 200种晶体物质的晶体学的化学信息，除了R-间距以外，还包含空间群、晶胞参数、化学式、化学名和参考文献等，并配有用于检索的软件。（3）编辑和发行杂志Powder Diffraction（粉末衍射）这是国际性的杂志，是季刊。它主要刊登用XPD技术作材料表征的文章，包括各方面的应用，软件及新的粉末衍射数据。,（4）丛书Advances in X

25、-ray Analysis（X射线分析进展）的编辑发行Advances in X-ray Analysis是每年一次的Denver（丹佛）X射线会议的会议录，每年出一卷。丹佛会议始于1951年在丹佛大学召开的关于X射线的应用和在现代研究中的重要性的专题讨论会。以后，发展为每年一次的“X射线分析的应用”会议，逐渐发展壮大，主要讨论X射线多晶体衍射和X射线荧光分析两个方面的内容，成为X射线材料分析领域讨论最新技术和今后发展的重要会议。凡佛会议一直是由丹佛大学支持和组织的，但自1998年开始由ICDD负责组织和资助。,（5）用于教育的产品美国纽约州立大学Alabny分校从1965年起每年办一期粉末衍

26、射的训练班，自1990年起ICDD就接办了这一训练班，训练班的目的是使X射线粉末衍射和X射线荧光光谱的理论和实际应用相结合。学习的内容分两个方面：一方面是基础知识，另一方面是新方法。两者的对象不同，前者主要为初学者，而后者为有经验的工作者。为了此训练班，他们编有一套三本教育用的材料。,ICDD下设多个专业委员会和子委员会：1）材料专业委员会a陶瓷委员会；b金属和合金委员会；c 矿物委员会；d有机物和药物委员会；e高聚物委员会。2）表征方法专业委员会a电子衍射委员会；b非常规衍射委员会；c同步辐射方法委员会；dX射线荧光委员会；eX射线荧光委员会。3）ICDD活动专业委员会a教育委员会；bPDF

27、编辑成员委员会。,4、International X-ray Analysis Society（IXAS）国际X射线分析学会，http:/www.ixas.org这是在丹佛X射线会议的基础上发展出的一个非营利性的科学机构。其目的是服务于材料分析领域，做一些促进从事于材料分析的材料学家、化学家、物理学家、地质学家和其他所有用X射线、中子或电子进行材料分析的专家之间的交流工作，传播有关信息，并支持材料分析领域中一引起感兴趣的会议。,5、Cambridge Crystallographic Data Centre（CCDC）剑桥晶体学数据中心此中心于1965年在英国剑桥大学的化学第建立，由英国的研究

28、委员会资助，主要收集有X射线衍射和中子衍射测定的有机化合物和金属有机化合物（包括金属络合物）的晶体学数据。1989年1月1日起转变为一个独立的非营利机构，由国际理事会（Intrenaional Board of Governors）管理。从性质上来看是一个公司，也是一个教育机构。主要工作是收集、评估世界上的小分子晶体结构，编辑剑桥结构数据库，发展出一些科学产品。将这些产品提供给整个世界，促进和支持在科学和工业中的广泛应用，还支持进行基础研究。,（1）CCDC编辑发行的产品CSD：剑桥结构数据库；QUEST：CSD的检索和重现程序；ConQuest：CSD的新的界面；PreQuest：自己的数据

29、数据建立；VISTA：几何和其他数据的统计分析；IsoStar：分子间相互作用的基本知识；Mercury：晶体结构的显示（可自由下载）；encipher：方便使用CIF的编集器（可自由下载）；RPLuto：分子和晶体结构的图示；DBUse：使用CSD和另外的CCDC产品的出版物的数据库；SuperStar：推测蛋白质和配体的结合（Docking）；GOLD：蛋白质和配体的结合（Docking）；Relibase+：蛋白质和配体复合物的方便检索；DASH：从粉末衍射数据解结构。,（2）剑桥结构数据库（简称CSD）包含自1935年到现在的由单晶X射线或中子衍射测定的有机、金属有机化合物和金属络全物

30、结构的结晶学数据。还包括由粉末衍射数据解出的结晶学数据。已收集272 000个不同化合物的晶体结构数据。被饱含的每一结构的信息按其维数可分为三类：1）一维信息：包括了晶体结构的所有文献材料，如作者姓名、化合物名称、参考文献、晶胞尺寸、空间群。有的还包括多形性、绝对构象、药物或生物活性等。2）二维信息：有分子的化学图，是按化学连接表（构志原子和化学键的性质）编码。原子的性质包括元素符号、连接的非氢原子的数目、连接的氢原子的数目以及净电荷。化学键按键性质被分成7种不同的键型。3）三维信息：可以从存储的信息产生一个三维的分子结构图。存储的数据包括原子坐标、空间群对称性、共价半径及结晶学的连接等。,6

31、、Inorganic Crystal Structure Database（ICSD）无机化合物晶体结构数据库，http:/www.materials.gov.vn/newmaterials/static/web-class/icsd.htm此库由德国FIZ（Fachsinformationzentrum）Karlsruhe和GMELIN Institute Frakfurt联合编辑。这个库包含任何一种不含CC或CH键，却至少含一个非金属元素（H、He、B、C、N、O、Ne、Si、P、S、Cl、Ar、Se、Br、Kr、Te、I、Xe、At和Rm）的，其原子坐标已完成测定的化合物的所有结构信息。

32、包括化学名和化学式、矿物名和相名称、晶胞尺寸、空间群、原子坐标、热参数、位置占有率，可靠性指数R及有关文献等各种信息。收集的材料始自1915年，至2003年4月，已包含约40 000个化合物，每年约以1 880个的数字增长。,7、Protein Data Bank（PDB）蛋白质数据银行，http:/www.rcsb.org/pdb/此数据库是由美国国家科学基金会（National Science Foundation）、能源部（Department of Energy）和国家卫生部（the National Institute of Health）联合资助，由新泽西州立大学Rutgers分校

33、，位于加里福里亚大学的圣地亚哥超级计算机中心，NIST的生物技术先进研究中心联合建立的，主要是收集、处理、分发蛋白质和核酸大分子的三维结构数据。至2003年10月底，已收集有2 307个结构。,8、Crystallorgraphy Open Database（COD）晶体学公开数据库，Http:/www/crystallography,net这是由美国的国家科学基金会（National Siece Foundation NSF）、美国矿物学会（Mineralogical Society of America MSA）、加拿大矿物协会（Mineralogical Association of C

34、anada MAC）和欧洲矿物学杂志（Europeran Journal of Mineralogy EJM）联合支持创办的对公众公开的晶体学数据库。所含各种晶体学数据是由各种组织、机构或个人捐助的。主要的捐助助者有MSA、MAC、IPMC（Institut de Physique de la Matiere Condensee，法国Grenoble的凝聚态材料物理研究所）、CRISMAT（Laboratioire de Cristallographic et Sciences des Materiaux，法国的材料科学晶体学实验室）、LdF（Laboratoire des Fluorures

35、，法国的氟化物实验室）。至2003年9月3日，已收集有12000个晶体的数据。,国内的机构、网站与数据库,1、国内的机构国内与多晶体衍射有关的学术机构有多个，其中比较重要的有下列几个。（1）中国物理学会及下属的X射线衍射专业委员会此委员会成立较早，于1962年，X射线衍射发现50周年之际，与中国金属学会联合召开了第一次僵的学术交流会，惜因文化大革命的祸乱，未能继续召开。在时隔20年后的1982年才再次与金属学会联合在上海召开了第二届全国X射线衍射学术会议。以后每三年召开一次。（2）中国晶体学会及下属的粉末衍射专业委员会成立于20世纪90年代初。粉末衍射专业委员会，常与物理学会下属的X射线衍射专

36、业委员会联合举办学术活动。,（3）中国理学X射线衍射仪用户协会此一协会成立于20世纪80年代中期，除代表用户与制造厂进行沟通外，进行了大量的学术交流工作。主要是两年一次的学术讨论会及办一份理学X射线衍射仪用户协会论文选集，每年出两期。在会上、刊物中既发表了大量的，在各个应用领域的研究论文、实验技术、仪器改进和维修等方面的文章，也发表了许多介绍新技术、新研究领域的综述性文章和一些系统讲座。虽然这不是一本正式的学术刊物，但受到了普遍的欢迎，影响是比较大的。（4）中国帕纳科（原菲利普）X射线衍射仪用户协会此协会的性质和理学用户协会相似，活动也相仿，主要定期召开学术交流会，也出版过一些论文集，不过是不

37、定期的，一般在会议以后出。,（5）地区和行业的X射线衍射学会除以上一些机构和活动外，也存在一些地区的X射线衍射学会；如上海市、江苏省、广东省等都有；一些行业中也有自己的X射线衍射学术组织，如钢铁、地质等。这些机构也积极开展多项学术活动。2、国内的网站（1）晶星晶体结构专业网，（Crystal Structure Web）http:/www.crystalstar.org此网是由中国地质大学晶体结构实验室创建的，主要负责人为李国武。是一个集知识性、学术性、资料性为一体的晶体结构专业网站。此网站主要包括4个方面的内容：晶体结构教学、三维典型结构模型、晶体学软件库、晶体学数据库。,（2）微构分析实验

38、室（Microstructure Analytical Lab msal）http:/这是由布莱格科技（北京）有限公司建立的网站。其宗旨是办成一个对粉末X射线衍射分析有兴趣的各方人士的聚会场所，在这里学习、切磋粉末X射线衍射分析技术，让此技术的国内更广的面上发挥作用。此网站包括公司简介、技术资料、专题论述，网上实验室、产品与服务、在线论坛等栏目。1）技术资料：在基础知识栏中，包含了江超华的X射线粉末衍射实验室技术基础，张婉静的多晶X射线衍射方法及其在固体催化剂的研究中的应用；（c）现代海洋沉积物常见矿物表、（d）衍射分析X射线管特征波长及有关数据等内容。,其他还有常用公式、标准资料、术语解析等

39、内容。2）专题论述：其中包含了我国晶体学界一些知名人物对某些专题的论述，如梁栋材的结构分子生物的发展；梁敬魁晶体结构的X射线粉末衍射法测定一书的摘要，范海福的晶体结构分析及其发展等，此外还有关于X射线衍射定量相分析、全反射X射线荧光分析技术、沉积岩黏土矿物XRD分析技术、衍射仪的选购、实验室注意事项及安全防护等许多专题。3）在线论坛：这是一个在网上进行学术交流和讨论的窗口，与晶星论坛类似。4）网上实验室：这是一个通过互联网为客户服务的窗口。可以把样品或较长谱寄去，网站会为你进行分析。如果有某些实验技术问题不清楚或文献资料需查找，网站可作咨询服务。,5）产品与服务：此栏主要介绍布莱格科技（北京）

40、有限公司的产品XD2粉末X射线衍射仪及介绍其他方面的服务，如老衍射仪的升级改造、维修、检定等。（3）晶体结构分析方法，http:/Cryst.Iphy.Ac.Cn/C-Main/C-INDEX,html这实际上是我国范海福院士的个人网页，范海福是当代国际上研究晶体结构分析方法的领先人物。在将直接法解位相的方法用于解对称性问题，解生物大分子晶体结构，非公度调制结构，及用于粉末衍射解晶体结构方面有大的贡献。他发展了单波长反常散射解位相的方法。在网站中专门有一栏介绍他们发展的一种直接法如何用于粉末衍射解晶体结构。,PDF卡片索引,PDF卡片索引的作用和种类是帮助实验者从数万张卡片中迅速找到所需要的P

41、DF卡片的工具；无机分析常使用的手册有；Hanawalt无机物检索手册；有机相检索手册；无机相字母索引；Fink无机索引；矿物检索手册等品种。,索引和检索手册,最初使用的是PDF粉末衍射卡片，133组使用第一种格式，34组后使用第二种格式，卡片盒内及检索手册中对它们有详尽介绍，在此不再赘述。由于JCPDS粉末衍射文件卡片每年以约2000张的速度增长，数量越来越大，人工检索已变得费时和困难。从60年代后期开始，发展了电子计算机自动检索技术，为方便检索，相应的将全部JCPDS粉末衍射文件卡片上的d、I数据按不同检索方法要求，录入到磁带或磁盘之内，建立总数据库，并已商品化。其数据仍像卡片那样分组排列

42、，到1986年已有36组约48000张卡片。从70年代后期开始，在总数据库基础上，按计算机检索要求，又建立了常用物相、有机物相、无机物相、矿物、合金、NBS、法医等七个子库，用户还可根据自己的需要，在盘上建立用户专业范围常用物相的数据库等。,近年来，JCPDS数据库分成两级：PDF-I，包括全部PDF卡片的d值、I值、物质名称、化学式，储存在硬磁盘上；还有PDF-II，除上述数据外，还可以将衍射线的晶面指数、点阵常数、空间群以及其他的晶体学信息，储存在激光盘CD/ROM上，使用相应的软件，未知物相可以容易被鉴别出来。在数万张PDF卡片中要找出适当卡片来，决非易事，特别对多相混合物。所含物相数越

43、多，难度越大。人工(或计算机)检索物相，需先迅速查到卡片号，然后抽出卡片(或从磁盘或光盘中调出此卡片所载数据)，将其与实测数据比较，做出鉴定。,为了从大量卡片中迅速查出所需卡片号，需要利用索引，和利用载有索引的工具书棗检索手册。一本检索手册可能同时载有多种索引，如1986年版的矿物粉末衍射文件检索手册(Mineral Powder Diffraction File Search Manual)中同时载有化学名(Chemical Name)索引，哈纳瓦特数值(Hanawalt Numerical)索引，芬克数值(Fink Numerical)索引和矿物名(Mineral Name)索引等四种。从

44、上述可见，这些索引可归纳为数值索引和字母索引两类：哈纳瓦特索引和芬克索引属数值索引，而化学名索引和矿物名索引则属字母索引。此外有机物还有有机物化学式索引，它按C和H的个数从少到多排列，后面跟着按字母顺序排列的其他元素符号。,不管何种索引，每个物相的数据包括d值、I值、名称、化学式、PDF卡片号等均压缩成一个横行即一个条目，因而其篇幅小，便于检索。d值取三位数字，I取一位数字，以足码形式附在d值后面。哈纳瓦特索引及芬克索引列出八条最强线d值；无机物和有机物的字母索引(包括有机物化学式索引)列出三强线d值；1986年的矿物PDF检索手册中，化学名索引列出四强线d值，矿物名索引列出5强线d值。哈纳瓦

45、特索引中，每个物相按三强线(有时四强线)轮流列条目，一个物相最多可出现4次；芬克索引中按前六强线的d值大小排列条目，一个物相最多可出现六次；而在字母索引中则按物相名称中的关键词的字母来排列条目，有几个关键词则可出同几次。,由于JCPDS/FONTICDD编辑出版的索引和检索手册有：(1)粉末衍射文件无机物相哈纳瓦特方法检索手册(Powder Diffraction File Search Manual Hanawalt Method Inorganic)(2)粉末衍射文件有机物相(哈纳瓦特法、字母法、化学式法)检索手册(Powder Diffraction File Organic Phase

46、s Search Manual)(3)矿物粉末衍射文件的化学名法、哈纳瓦物数值法、芬克数值法、矿物名法检索手册(Mineral Powder Diffraction File Serach Manual，Chemical Name，Hanawalt Numerical，Fink Numerical，Mineral Name)(4)粉末衍射文件无机物相字母索引(Powder Diffraction File Alphabetical Index Inorganic Phases)(5)粉末衍射文件芬克无机物相索引(Fink Inorganic Index To The Powder Diffra

47、ction File),Power Diffraction File Search Manual Hanawalt Method Inorganic,Power Dirfraction File Alphabetical Index Inorganic Phases,Fink Inorganic Index to the Powder Diffraction File,PDF卡片索引,Hanawalt无机相数值索引,编排方法,每个相作为一个条目，在索引中占一横行,每个条目中的内容包括：衍射花样的8条强线的面间距和相对强度，按相对强度递减的顺序列在前面，后面排列化学式、卡片编号、参比强度,PDF

48、卡片索引,Hanawalt无机相数值索引编排方法,每个条目中，衍射线的相对强度分为10个等级，最强线为100，用表示，其余的均以小10倍的数字表示，作为下角标写在面间距的右下角,参比强度是被测相与刚玉（-Al2O3)按1：1重量配比时，被测相最强线峰高与刚玉最强线（六方，113衍射线）峰高之比,整个手册将面间距d值，从大于10.00 到1.00 分成45组（1982年版）。每组的d值范围连同它的误差标写在每页的顶部,每个条目由第一个面间距d1值决定它应属于哪一个组，每组内按d2值递减顺序编排条目,Hanawalt无机相数值索引编排方法,由于试样制备和实验条件的误差，往往使被测相的最强线并不一定

49、是PDF卡片的最强线。为了解决这个问题，按d1d2d3、d2d3d1、d3d1d2的顺序重复出现在不同的组中,应用根据衍射线的3强线查找物相的PDF卡片,Hanawalt无机相数值索引编排方法,Hanawalt数字索引,i 2.89x 2.497 2.659 2.367 2.166 1.886 1.456 1.456 Sr2VO4Br 22-1445 1-158-E2 2.53x 2.88x 2.608 3.364 1.714 1.514 3.013 2.323 CaAl1.9O4C0.4 21-130 1-132-B12 2.53x 2.88x 2.58x 2.777 1.665 1.432

50、 1.952 1.542 Zn5In2O8 20-1440 1-130-C12C 2.52x 2.877 2.607 2.656 3.126 5.045 3.183 2.643 C2H2K2O6 22-845 1-152-E12,PDF卡片索引Aplhabetical Index Inorganic Phases编排方法按照物相的英文名称的第一个字母为顺序编排条目每个条目占一行，依次为物相名称、化学式、3强线d值和相对强度，卡片编号和参比强度,应用已知物相，或估计试样中存在某种物相，查找某物相的PDF卡,PDF卡片索引Aplhabetical Index Inorganic Phases,在不