不是只找八个d值,是在获得的所有的或者尽可能多的d值中,找出八个d值作为查阅索引的关键词或索引元素,去查找PDF卡片的索引,查到索引后就能找出PDF卡片,卡片上面的许多重要信息,就可以引以为据作为你样品的分析结论。
粉末衍射卡索引
为快准检索卡片需利用索引。索引分为 “无机相” 和 “有机相”两类,每类都有字顺索引和d值数字索引两种。每行索引前标有其数据精度标签(QM)。
1、字顺索引又分有化学名称字顺索引和矿物名称字顺索引。以物质的英文名称字母顺序为序,名后列出化学式、三条最强峰d值及其相对强度,之后是卡片号码(PDF#)。在每个d值后以10级制脚标表峰强,X表10。如,
C Magnesium Silicate Hydroxide: Mg3Si2O5(OH)4 2.50x 7.108 3.556 22-1157
★Phosphate: potassium lead,KNaPb8(PO4)6 2.93x 2.917 4.054 31-1084
有机相检索手册(Organic Phases Search Manual, 1980)又分为Hanawalt索引,有机名字字顺索引和有机综合分子式索引。一种物相在字顺索引中可能会不止一次地出现:化学式、化学名关键词和矿物名。
2、d值数字索引又有哈那瓦特(Hanawalt)索引和芬克(Fink)索引。
1)哈那瓦特索引(Hanawalt Index)【举例见附图】
每个物相物质挑选其8条最大强度的衍射线,并按强度递减顺序排列其d值。
但为兼顾由于各种原因导致的衍射强度实验误差,1977年前出版的索引,将三强线分别作一次排头,即d1d2、d2d3、d3d1后再排其它六强线。这样索引篇幅必然增大。1981年版,改进为(1)当I1明显强于I2、I3 且I3/I2≤3/4时,只作d1d2d3…一种编排;(2)当I1明显强于I2而I2、I3较接近,即I2/I1<3/4且I2/I3>3/4,则作d1d2和d1d3编排。(3)当I1、I2较接近,都强于I3即I2/I1≥3/4,I3/I2>3/4时,则按d1d2,d1d3和d2d3编排。如此既减少篇幅,又不至于丢失检索信息。1982年版更改进为:(1)当仅有一条强线时,只有一种最强线d1作排头的编排;(2)当只有两条相近强线时,有两种编排d1d2,d2d1;(3)当只有三强线且强度相近时,有三种编排d1d2,d2d1,d3d1;(4)当有四强线且强度相近时,有四种编排:d1d2,d2d1,d3d1,d4d1。简捷易命中不失检。
检索时,先找出实验谱中二、三条最强线,按最强线d1值翻到d1值所在组,再按前述编排方法核对第二列中d的数值,注意留出实验值对标准值的偏差余量;接近后再比较第三强线及其它五条谱线的d值。基本吻合后,可抽卡作进一步复核。如不符,可换一种编排方法再查。
2)芬克索引(Fink Index)【举例见附图】
芬克索引按d值的大小顺序排列,峰强用脚注显示,最强四峰d值用粗体字显示以便醒目。选出八条最强线后(1)自大至小,一个顺序连续排列;(2)四强线分别作一次排头,分两段自大至小编排,第二段是从最强峰开始,1977年前版式是最强八峰轮流作排头。
正因为Fink索引是按d值大小有规律排列,由实验谱测得d值后使用它显得方便,尤其是多相混合物样品或强度因迭加、干扰测试不准确时,或样品晶体存在择优取向或晶格缺陷出现强度强弱顺序混乱而使用Hanawalt索引有困难时。但大量的强度信息正确的XRD谱PDF卡检索工具还是首推Hanawalt索引。
原来PDF卡片是纸质的。随着计算机技术的发展,现在都是用软件(比如Jade,觉得很好用)来根据匹配度查找的。纸质的很少用了,而且那时的PDF库远没有现在的丰富。
多相物质定性分析
测XRD谱,得d值及相对强度后查索引,得卡片号码后查到卡片,在±1%误差范围内若能全部数据符合,则可判断该物质就是卡片所载物相,其晶体结构及有关性能也由卡而知。这是单一物相定性分析。
多相混合物质的XRD谱是各物相XRD谱的迭加,某一相的谱线位置和强度不因其它物相的存在而改变,除非两相间物质吸收系数差异较大会互相影响到衍射强度。固熔体的XRD谱则以主晶相的XRD为主。
已知物相组分的多相混合物,或者先尝试假设各物相组分,它们的XRD谱解析相对要容易得多。分别查出这些单一物相的已知标准衍射数据、d值和强度,将它们综合到一起,就可以得到核查其有无。如钢铁中的α相(马氏体或铁素体)γ相(奥氏体)和碳化物多相。
完全未知的多相混合物,应设法从复相数据中先查核确定一相,再对余下的数据进行查对。每查出一相就减少一定难度,直至全部解决。当然对于完全未知多相样品可以了解其来源、用途、物性等推测其组分;通过测试其原子吸收光谱、原子发射光谱、IR、化学分析、X射线荧光分析等测定其物相的化学成分,推测可能存在的物相。查索引时,知道组分名称的用字顺索引查。使用d值索引前,要先将全部衍射强度归一化,然后分别用一强线、二强线各种组合、三强线各种组合…联合查找直至查出第一主相。标记其d值、I/I1值。把多余的d值,I/I1值再重新归一化,包括与第一主相d值相同的多余强度值。继续查找确定第二主相,直至全部物相逐一被查找出来并核对正确无误为止。遇到没被PDF卡收录的物相时,需按未知物相程序解析指认。
物相定性分析中追求数据吻合程度时,(1)d值比I/I1值更重要,更优先。因为d测试精度高,重现性好;而强度受纯度(影响分辨率)、结晶度(影响峰形)样品细微度(同θ值时吸收不同)、辐射源波长(同d值,角因子φ(θ)不同)、样品制备方法(有无择优取向等)、测试方法(照相法或衍射仪法)等因素影响,不易固定。(2)低角度衍射线比高角度线重要。对不同晶体而言低角度线不易重迭,而高角度线易重迭或被干扰。(3)强线比弱线重要。尤其要重视强度较大的大d值线。