Методика качественного фазового анализа

В случае однофазного образца определение фазы представляется простой задачей. Из экспериментального набора межплоскостных расстояний выбирают 3 или 5 самых интенсивных рефлексов. Межплоскостные расстояния отобранных линий сопоставляются с величинами, имеющимися в справочных таблицах. После предварительной идентификации исследуемого вещества весь набор межплоскостных расстояний (d/n) последнего следует сравнить с полной таблицей межплоскостных расстояний и интенсивностей стандарта. Критерием правильности определения вещества будет полное совпадение (в пределах погрешности эксперимента) всех межплоскостных расстояний и отвечающих им интенсивностей рефлексов.

Сложность определения фазового состава возрастает с увеличением числа фаз, из которых состоит исследуемый образец. Для более успешного проведения фазового анализа необходимо привлекать данные химического и спектрального анализов по элементному составу образца.

Для выполнения качественного фазового анализа часто пользовались картотекой ASTM (American Society for Testing Materials), содержащей более 27 000 карточек. [В настоящее время используется картотека JCPDS (Международный Комитет по дифракционным данным). В последних версиях (на октябрь 2007 г.) содержится более 140 000 данных по индивидуальным фазам]. Карточка разделена на несколько полей, содержащих следующую информацию о веществе: значения межплоскостных расстояний d/n, соответствующие трем сильнейшим линиям рентгендифракционного спектра, информацию об условиях получения спектра (источник рентгеновского излучения, длина волны используемого излучения, диаметр рентгеновской камеры или тип установки, метод получения и т.п.), информацию о структуре соединения – сингония, пространственная группа симметрии, значения периодов кристаллической решетки, угловые параметры элементарной ячейки α, β, g; число атомов на элементарную ячейку, рентгеновскую плотность, структурную формулу соединения, полный рентгеновский спектр – d/n, I/I₁₀₀, (hkl) и номер карточки. I/I₁₀₀ – отношение интенсивности линии спектра к наиболее сильной линии (относительная интенсивность), (hkl) – индексы интерференции. Образец карточки приведен ниже (табл. 1).

Таблица 1. Пример карточки ASTM.

d (Å)	2.67	2.48	1.67	3.633	Cr2O3 * Chromium (III) Oxide
I/I100
Rad. Cu λ 1.5405 Filter Dia. Cut off Coll I/Ii d corr. abs Ref. Swanson et al., NBS Circular 539 Vol. V (1955)	d, (Å)	I/I100	hkl	d, (Å)	I/I100	hkl
3.633 2.666 2.480 2.264   2.176 2.048 1.8156 1.672 1.579   1.465 1.43141.2961 1.2398 1.2101   1.1731     1.1488 1.1239   1.0874 1.0422 0.9462		1.0.10 220   128,   0.2.10 134   226 2.1.10 324	.9370 .8957 .8883 .8658   .8425 .8331 .8263 .7977		1.3:10 3.0.12   4.0.10 1.0.16 3.2.10
Sys. Hexagonal S.G. a0 4.954 b0 c0 13.584 Å С αβ γ Z6 Ref. [bid.
εa nωβ εγ Sign 2V DX5.23 mpColor Ref
Sample from Jonson, Matthey and Co. Ltd. Spect anal.: <0.001% Ca, Mg; <0.000l% Si, Cu. X-ray pattern at 26°C. Fe2O3 structure type.
Replaces 1–1294, 2–1362, 3–1124, 4–0765

Ранее определение фазового состава исследуемого образца осуществлялся вручную с использованием картотеки эталонных рентгенограмм. Однако проводить такой анализ без применения вычислительной техники довольно сложно. Для облегчения процедур идентификации существуют различные автоматизированные системы. Одним из примеров такого комплекса программ является пакет прикладных программ BASA. Программами этого пакета можно обрабатывать экспериментальные кривые рассеяния, полученные на автоматизированных установках типа ДРОН-2.0, 3.0, 4.0.