（中国粉体技术网/三水）物相分析是十分有效并且应用广泛的分析方法，在材料、冶金、化工、地质等领域被广泛应用，物相分析的任务是鉴别待测样由哪些物相组成及各物相的含量。X射线衍射法是一种比较有效的物相分析手段。
物相分析主要包括定性分析和定量分析两种。
一、定性分析
X射线定性相分析是指用X射线衍射数据对样品中存在的物相（而不是化学成分）进行鉴别。其理论根据是：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，每种晶体物质都给出自己特有的衍射花样，即衍射谱线。不可能存在衍射花样完全相同的两种不同物质。由不同物质组成的混合物的衍射花样是混合物中各物相衍射花样的机械叠加，这时就需要根据强度分解组合衍射图谱来确定。
定性物相分析的目的是鉴定样品中存在的物相种类，其方法是将待测样品的衍射图与标准衍射图进行对比，找出与之相同的标准衍射图，标准衍射图代表的物相就是待测物相。
例如实验要求判定多晶莫来石纤维毡的主晶相是否为莫来石Al6Si2O13,图1所示分别为待测样品和标准物质Al6Si2O13的X射线衍射图谱。
图1 待测样品和标准物质Al 6Si 2O 13的X射线衍射图谱
二、定量分析
物相定量分析就是确定材料中各组成相的相含量。常用的定量分析方法有外标法、内标法、K值法和Rietveld全谱图拟合法等。物相定量分析的依据是：待测相的X射线衍射强度与该相在试样中的含量成正比，与多相混合式样的质量吸收系数成正比。
1、外标法
外标法是根据一组已知待测物相含量的标准样品同一衍射峰的相对强度建立标准曲线，通过对比标准曲线，求得试样中待测物相的含量。
例如，有一膨润土样品，其原样的粉晶X射线衍射图如图2A，经沉降提纯后的粉晶X射线衍射图如图2B。图2显示，样品由蒙脱石和方石英组成，沉降提纯未能将方石英去除。现采用外标法对其中的方石英物相进行定量相分析。
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图2 膨润土样品的XRD图
用纯方石英和纯钠基蒙脱石按不同质量比配制一组已知方石英含量的标准样品进行XRD测试，将各个样品的方石英最强衍射峰（d101=0.405 nm）的积分强度与纯方石英标样的同一衍射峰的积分强度相除，得到一组相对强度数值。以相对强度值为X，方石英质量百分数为Y，对所有点进行二次多项式回归拟合，得到方石英定量标准曲线（见图3）。
图3 方石英定量标准曲线
回归方程的R2=0.999。
在与建立标准曲线相同的实验条件下测得膨润土样品中方石英最强衍射峰（d101=0.405 nm）的相对强度为0.3569，代入上式得到膨润土样品中方石英的质量百分数为30.38%。
2、内标法
在样品中混入一定量的已知物质,测定已知物质和被测物相的衍射强度,以其强度比作图,可得样品的平均质量吸收系数的变化值。其基本公式为:
式中:Ii——复合试样中i相的某衍射线强度;
Is——复合试样中内标相s的某衍射线强度;
K——比例系数;
wi——待测样中i相的含量。
上式表明，在待测样品中加入一定比例的内标物质时，被测相的含量wi与衍射线强度比Ii/ Is呈线性关系。若以这种方法作出定标曲线,则在被测样品中每次以一定的比例加入标样,以此法计算两衍射线的强度比,作出一系列对应的检量线,就可以作定量计算了。
湖北新冶钢质量检验部张海等采用内标法测定烧结矿中FeO含量，实验选择分析纯NaCl晶体作为内标物质，通过在已知FeO含量的烧结矿标准样品中掺入固定质量分数的NaCl,制成样片后，进行X射线衍射分析，扣除X射线衍射背景后计算出FeO（Fe3O4）400衍射峰和NaCl 220衍射峰的积分强度比，以此为y轴，以FeO含量为x轴作图，拟合出线性方程，并以此测量线定量测定了待测矿石中的FeO含量。
3.K值法（基体清洗法）
在待测样品中加入一内标物质作为参比物，测得待测物相和参比物相某一衍射峰（一般选取各自的最强衍射峰）的相对强度，再根据待测物相与参比物相按1:1质量比配成的标准样品测得的参考强度比（K值），计算得到待测物的含量。
若测定由N个物相组成的待测样中I相含量WI,可在待测样中加入待测样本身不存在的已知含量的参考相WS，制成包含N+1个物相的复合试样。若预先测定了I相与参考相S含量1：1时的强度，则待测样中I相含量可由下式得出：
WI=(II/IS)1:1×(II/IS) ×WS/(1- WS)=KS×II/IS×WS/(1- WS)
式中 WI——待测样中I相的含量
II、IS——复合样中I相和参考相S的强度
KS——待测样I和S相含量1:1时的强度
WS——参考相S的含量
南京工业大学单小兵等采用K值法对水泥物相进行了定量分析研究，同时研究不同定量峰、参比物对结果的影响，实验研究结果表明，利用X射线K值法可以测定水泥熟料中的物相含量。
4.Rietveld全谱图拟合法
X射线粉末衍射全谱图拟合的Rietveld方法是Rietveld于上世纪六十年代末提出的一种通过对粉末衍射全谱图拟合来进行晶体结构修正的方法。Rietveld法的原理是将计算强度数据以一定的峰形函数与实验强度数据拟合，拟合过程中不断调整峰形参数和结构参数的值，达到使计算强度和实验强度间的差别最小的目的。
Rietveld定量分析方法是以标度因子与参考强度比间的关系为基础推导出相的相对含量与标度因子间的关系：
Wi=Si(ZMV)i/∑iSi(ZMV)i
式中，Wi为i相的百分含量，Si为i相的标度因子，Z为单位晶胞分子数，M为分子量，V为晶胞体积。
评价Rietveld定量方法结果可靠性的参数称为可信度因子，即R因子。一般地，R值越小，拟合越好，晶体结构和定量相分析结果正确的可能性越大。
广西大学曾令民等应用X射线粉末衍射技术和Rietveld全谱图拟合法分析铁矿石中所含的物相及其含量。该铁矿石主要由Fe2O3,FeOOH,SiO2,Al2(Si2O5)(OH)44种矿物组成,它们的含量分别为86.20%,9.59%,3.58%,0.64%。精修得到铁矿石各物相结构参数与已报道的数据相当接近,所测试样中铁的百分含量与化学分析法所得结果非常接近。该方法定量相分析铁矿石所获得的结果是可靠的。
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