X射线衍射术(XRD)可用于物质的相分析，即用于判别样品的晶体结构，晶体的完善性，晶态或是非晶态等等，从而鉴别样品是由哪些物相组成以及各个物相的含量，此即为物相定性、定量分析。过去对粉末衍射谱所做的分析总是用它的局部数据，如一个或若干个衍射峰的位置、积分强度、峰宽和线形，造成实验难度大和测试结果不精确等结果。近十几年来，随着仪器分辨率的提高和衍射数据处理新方法的引入，粉末衍射的应用领域得到极大的拓展。Rietveld全谱拟合这一数据处理的新思想与计算机技术相结合，能够成功地提取衍射谱中所包含的多种信息，成为物相分析的最新进展。本论文主要对XRD的仪器设备情况及数据采集处理情况作了全面探讨，并对Rietveld全谱拟合物相定性定量分析法的实用性做了分析与验证，在物相分析过程中提出了自己的见解。全文概括起来包括以下几个方面的内容： 第一章主要介绍了粉末衍射物相分析的发展概况，以及对这一课题进行研究的重要意义。第二章首先介绍了晶体学的相关知识，阐述了X射线衍射的布拉格定律；然后从电子、原子、晶胞、理想小晶体与实际小晶体的散射层层展开，讨论了X射线经过晶体时与之发生的相互作用；最后扼要介绍了Rietveld全谱拟合的基本理论。 为做全谱拟合，对实验谱提出了高分辨和高准确的要求，衍射仪法只有在仪器经过精心调整，恰当选择实验参数之后，方能显示它的优点。第三章从衍射仪的基本构造出发，结合BDX90衍射仪的具体操作方法，给出了多晶粉末衍射仪的实验技术及各注意事项．其中包括实验条件的准备、光路调整、实验参数的选择、样品的制备及图谱的预处理等，为做全谱拟合物相分析作好准备。 当前用来进行定性分析的各种方法，大都采用PDF卡片索引。在第四章中，首先给出了定性分析的基本原理，并介绍了目前国际上通用的PDF卡片及各种索引方法，主要包括字母索引和数值索引，该索引主要是利用晶体的d值排序确定物相组成的，所做的工作就是对大量的d 摘 要 第2页值的数据索引与比较。该方法比较准确，但一个明显的不足就是出现大量的干扰项，而且数据对照比较繁琐。我们除了应用叩F卡片索引的这两种索弓w，还振据BDX90提供的软件系统，应用了“综合索弓卜这一 ．更加便利的方法。它采用衍射图寻峰得到的结果，将d值按大小一字排开，除了应用数据比较外，同时还可以应用d值图比较和20图比较。退过实验图谱和PDF卡片的d值图和20图比较，可使卡片索引变得直观明了，很容易即可排除干扰项的影响，而且使物相判别更加准确。本章最后以单相试样和混合试样为例，给出了物相定性分析的完整步骤及＆单流程介绍。 国内外相关资料表明，传统的定量分析方法主要有内标法、增量法、外标法、K值法、绝热法、方程组法及各种改进或变体的方法。这些方法的村料选择、实验条件及计算条件大都比较苛刻。R i e t yeld全谱拟合则采用步进扫描获取衍射数据的方法，并与计算机技术相结合，使数据处理过程简化而且精度较高。第五章从 Rietveld全谱拟合的基本理论出发，通过步进扫描获取高分辨的衍射谱线及大量的数据组， —－·’””—”———””－－—”＠利用相关软件对所得数据进行平移、减背景等处理，通过对各衍射峰形进行多次谱线拟合，我们给出各个衍射峰的数学函数模型并求得各衍射峰的“净”积分强度；文章根据第四章定性分析得到的晶体的宏观对称性计算了每一晶体在每一晶面的多重性因子及晶胞内各个原子的坐标；对散射因子的计算，我们采用了一个比较理想的模型，即轻质原子以类氢原子处理；重原子的电子则是按电子分布规律在其主量子轨道上运行，忽略了主量子轨道的能级分裂及电子自旋。通过运算不同能态的电子波函数在每个主量子轨道上所占几率，我们得到了重原子在不同方向上的散射困子。本章最后给出了实验条件、数据采集与处理及计算过程中出现的误差及其分析，这为进一步完善实验条件，改进计算方法和理论模型指明了方向。