8. Методи кількісного фазового рентгеноструктурного аналізу (Метод «гомологічних» пар, метод внутрішнього стандарту).

Оснований на тому, що інтенсивність ліній даної фази пропорційна об’ємній долі даної фази в суміші. Тобто кількісний фазовий аналіз оснований на кількісному порівняні інтенсивності ліній різних фаз одна з одною або з інтенсивністю ліній еталона. Тому для кількісного фазового аналізу в основному треба використовувати дифрактометри. Зйомки необхідно проводити в кроковому режимі. Він більш точний, ніж неперервний.

Для більшої точності, необхідно проводити режими з великим часом експозиції і малим кроком. Порівняння інтенсивності здійснюється на “аналітичних” лініях – це лінії з максимальною інтенсивністю, які не співпадають з іншими. Тому перед проведенням кількісного аналізу треба проводити якісний аналіз.Проаналізуємо деякі методи:

1. Метод підмішування внутрішнього стандарту.

Він застосовується тільки для порошкоподібних зразків.

До порошку який аналізується, підмішують відому кількість порошку еталона (стандарту), ретельно перемішують і проводять зйомку. Потім з’ясовується відношення інтенсивності аналітичних ліній фази і стандарту, що аналізується.

Попередньо будують графік для двохфазної суміші – фази і стандарту, в таких координатах:

Рис. 39

де Мст і Мф – маси стандартної речовини і фази.

По цьому графіку знаходять відношення об’ємних долей, потім знаючи кількість стандартної речовини, яку ми домішували до зразка, визначаючи кількість фази, яка нас цікавить.

Таким методом було встановлено вміст шпінелі (FeO₃ Cr₂O₃) в вогнетривкому матеріалі.

Недолік цього методу в тому, що додавання еталонної речовини приводить до розбавлення фаз, які визначаються , а це знижує чутливість і точність аналізу кількості фази (якщо її кількість мала).

2. Метод гомологічних пар.

В цьому методі порівнюють інтенсивність ліній двох фаз. Попередньо складають таблицю гомологічних пар.

В цьому методі з’ясовують, яка пара сусідніх ліній двох різних фаз має однакову інтенсивність. Потім по таблиці з’ясовують % кількість фази, яку ми досліджуємо. Таким чином можна визначити співвідношення кількості аустеніту і мартенситу в загартованій сталі.

9. Виникнення характеристичного рентгенівського спектру.

Виникнення характеристичного спектру може бути пояснено таким чином:

Електрон, що рухається з великою швидкістю “влітає” в атом і вибиває з внутрішньої орбіти електрон. Атом у такому стані буде збуджений і буде мати підвищену енергію. Такий стан атома не стійкий і він переходить у нормальний стан в результаті того, що електрон з більш високої орбіти переходить на вакантне місце. Такий перехід супроводжується зменшенням енергії атома, і ця енергія виділяється у вигляді кванту рентгенівського випромінювання.

Енергія цього кванту дорівнює:

де енергії електрону, коли він рухається по початковій, далекій і кінцевій близькій орбітах.

Якщо електрон, вибитий з К-орбіти то в результаті таких переходів буде виникати К-серія характеристичного спектру.

Якщо електрон переходить з L-рівня на К- буде виникати - лінія спектру.

Якщо з М рівня на К – виникає - лінія.

Так як існують підрівні, то виникає тонка структура спектру , лінії. Перехід з М – рівня на К-рівень електрона має меншу вірогідність ніж перехід з L – рівня на К, оскільки М-рівень знаходиться на більшій відстані від К. Тому інтенсивність ліній у 5 разів менша ніж ліній.

Якщо електрон вибитий з L – рівня, то в результаті переходу електронів з більш високих рівнів виникає L – серія і т.д.

Оскільки відстань між К і М рівнем більша, ніж К і L, то довжина хвилі лінії більша ніж лінії.ї