Расшифровка дифрактограммы

Дифрактограмма характеризуется положением и интенсивностью дифракционновых максимумов. Положение пика измеряют углом отражения θ или 2θ, а интенсивность – высотой пика или площадью под ним.

Рис. 17. Положения пиков, соответствующих длинам волн К_α1α2.

При измерении положения пиков, соответствующих длинам волн К_α1α2, возникает трудность за счет существования дублета. Дублет разрешается тем лучше, чем больше угол 2θ и меньше скорость вращения счетчика (рис. 17). В зависимости от степени разрешения дублета угловое положение дифракционного максимума измеряют в разных точках.

Из рис. 17 видно, что в малоугловой области (2θ < 45°) пики К_α1 и К_α2 сливаются настолько, что виден один практически симметричный пик с длиной волны λ_Kα.

Его положение измеряют на высоте 1/2 от основания как среднее углов, отвечающих точкам с одинаковой интенсивностью.

При больших углах «отражения» (2θ ≈ 40 – 60°) с правой стороны пика появляется «платформа» – компонента К_α2, но разрешение пика еще недостаточно для разделения пиков λ_Кα1 и λ_Кα2. И в этом случае указанным выше способом измеряют значение угла 2θ, соответствующее λ_Kα.

При дальнейшем увеличении угла «отражения» (2θ = 60 – 80°) появляется возможность измерения положения пиков, соответствующих λ_Кα1 и λ_Кα2. В этом случае более точные результаты дает интенсивный пик λ_Кα1.

Если на дифрактограмме присутствует сильный фон, интенсивность которого изменяется с углом (рис. 18), и пик уширен, то для нахождения угла 2θ, отвечающего его максимуму, соединяют точки одинаковой интенсивности (отсчитанной от уровня фона) на расстоянии от его вершины не большем 1/3 высоты пика. Линии, соединяющие эти точки, проводят параллельно линии фона АВ. Через середины отрезков этих линий, лежащих внутри профиля, проводят прямую, пересечение которой с профилем линии (точка С на рис. 18)

Рис. 18. Положения пиков, соответствующих длинам волн К_α1α2.

и определяет угловое положение дифракционного пика (2θ_эксп, рис. 18).

Источниками систематической погрешности являются: неточная юстировка прибора, (неточная установка нулевого положения счетчика, смещение плоскости образца с оси гониометра, непараллельность оси гониометра и выходных щелей), проникновение рентгеновских лучей вглубь образца, вертикальная расходимость первичного и дифрагированных пучков, преломление рентгеновских лучей, изменение спектрального распределения лучей при прохождении их через фильтр и др. Исключить эти ошибки можно проводя съемку со стандартом. Стандарт должен иметь достаточно точно известные параметры кристаллической решетки или значения d/n. Поэтому в качестве стандарта лучше использовать чистые вещества с кубической решеткой, обладающие высокой рассеивающей способностью. К таким веществам относятся, например, W, Ge, Si, Pt, кварц, двуокись циркония. Стандартное вещество лучше подмешивать к исследуемому материалу, если он представляет собой порошок, что позволяет исключить все источники систематической погрешности. Но для фазового анализа можно использовать внешний стандарт, сняв с него дифрактограмму перед выполнением работы по определению фазового состава исследуемого материала. При этом будут исключены основные систематические погрешности.

Для качественного анализа одних значений d/n недостаточно. Необходимы значения относительных интенсивностей рефлексов. Если рефлексы узкие, то можно измерять интенсивность по их высоте в произвольных единицах. При этом перед измерениями высоты рефлексов на дифрактограмме проводят плавную кривую линии фона, от которой и ведут измерения. Если рефлексы широкие, то определяют их интегральную интенсивность, измеряя площадь под линией дифракционного пика или используя на дифрактометре режим съемки интегральной интенсивности.