Расшифровка дифрактограммы

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

Рис. 21

При измерении положения пиков, соответствующих длинам волн К _{α 1α 2}, возникает трудность за счет существования дублета. Дублет разрешается тем лучше, чем больше угол 2θ и меньше скорость вращения счетчика (рис. 21). В зависимости от степени разрешения дублета угловое положение дифракционного максимума измеряют в разных точках.

Из рис. 21 видно, что в малоугловой области (2θ < 45^о) пики К _{α 1} и К _{α 2} сливаются настолько, что виден один практически симметричный пик с длиной волны :

(13)

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

При больших углах «отражения» (2θ ≈ 40 –60^о) с правой стороны пика появляется «платформа» – компонента К _{α 2}, но разрешение пика еще недостаточно для разделения пиков λ _{Кα 1} и λ _{Кα 2}. И в этом случае значение угла 2θ, соответствующее λ _{K α} , измеряют тем же способом.

При дальнейшем увеличении угла «отражения» (2θ =60 –80^о) появляется возможность измерения положения пиков, соответствующих λ _{Кα 1} и λ _{Кα 2}. В этом случае более точные результаты дает интенсивный пик λ _{Кα 1}.

Если на дифрактограмме присутствует сильный фон, интенсивность которого изменяется с углом (рис. 21), 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. 22) и определяет угловое положение дифракционного пика (2θ эксп, рис. 22).

Рис. 22

Источниками систематической погрешности являются: неточная юстировка прибора, 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.

Численное значение систематических погрешностей для используемого диапазона углов 2θ может быть найдено, если снять дифрактограмму эталона, рассчитать по ней значения углов, соответствующих его рефлексам, сравнить эти значения с табличными для данного вещества эталона, найти разности углов Δ 2θ _сист=(2θ _эксп–2θ _табл) и построить график зависимости Δ 2θ _сист от 2θ. Пользуясь этим графиком можно найти систематическую погрешность для 2θ _эксп исследуемого образца и устранить её.

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.