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x射线衍射仪的技术参数及应用

2021.10.18

  主要参数

  三个物理量:从图中可以看出,衍射谱上可以直接得到的有三个物理量,即衍射峰位置(2θ)、衍射峰强度(I)及衍射峰形状(f(x))。粉末衍射可解决的任何问题或可求得的任何结构参数一般都是以这三个物理量为基础的。

  主要技术参数:一台好的仪器应能得到准确(测得的数值与其真值相符)并精确(测量重复性好)的2θ、I及f(x),需 要考虑下列几个主要技术参数:

  1、X射线发生器的稳定度:这不仅关系到所测衍射强度的准确可靠,而且关系到所有部件的准确和稳定。现代粉末衍射仪的光源稳定性一般在外电源变化10%以内,输出变化0.01%以内。

  2、X射线管的功率:对于密封式X射线管,Cu靶一般为2kw,Ag、Mo、W等靶一般大于2kw,而对Co、Fe、Ni等靶则小于2kw。对于转靶,常用的有12kw和18kw。

  3、单色器的效率:应不小于25%。

  4、探测器的效率:视品种而异。

  5、计数的线性范围:关系到强度测量的准确性,一般在cps。有许多仪器附加了校正软件,宣称可以达到cps。

  6、衍射角(2θ)的测量准确度和精确度。

  7、分辨率:常用的Si(311)衍射峰的半高宽来代表。对于一般实验室粉末衍射仪,此值约在0.05°~0.1°之间。[2]

  应用

  油田录井

  Olympus便携式X 射线衍射仪BTX可能直接分析出岩石的矿物组成及相对含量,并形成了定性、定量的岩性识别方法,为录井随钻岩性快速识别、建立地质剖面提供了技术保障。

  每种矿物都具有其特定的X 射线衍射图谱,样品中某种矿物含量与其衍射峰和强度成正相关关系。在混合物中,一种物质成分的衍射图谱与其他物质成分的存在与否无关,这就是X 射线衍射做相定量分析的基础。X 射线衍射是晶体的“指纹”,不同的物质具有不同的X 射线衍射特征峰值(点阵类型、晶胞大小、晶胞中原子或分子的数目、位置等),结构参数不同则X 射线衍射线位置与强度也就各不相同,所以通过比较X 射线衍射线位置与强度可区分出不同的矿物成分。X 射线衍射仪主要采集的是地层中各种矿物的相对含量,并系统采集各种矿物的标准图谱,包括石英、钾长石、斜长石、方解石、白云石、黄铁矿等近30 种矿物成分,通过矿物成分的相对含量就可以确定岩石岩性,为现场岩性定名提供定量化的参考依据,提高特殊钻井条件下岩性识别准确度。

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