Luận văn nghiên cứu xác định đường cong chuẩn cho phép xác định pha định lượng

  • 73 trang
  • file .pdf
Bé c«ng th−¬ng
tËp ®oµn c«ng nghiÖp than-kho¸ng s¶n viÖt nam
viÖn c¬ khÝ n¨ng l−îng vµ má
B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi
nghiªn cøu x¸c ®Þnh ®−êng cong chuÈn
cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
Chñ nhiÖm ®Ò tµi: ks . trÇn v¨n khanh
6788
14/4/2008
hµ néi - 2007
Bé c«ng th−¬ng
tËp ®oμn c«ng nghiÖp than - kho¸ng s¶n viÖt nam
ViÖn C¬ khÝ N¨ng l−îng vμ Má - TKV
------- [ \ -------
b¸o c¸o tæng kÕt
®Ò tμI nghiªn cøu khoa häc c«ng nghÖ
nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn
cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
C¬ quan chñ qu¶n : Bé C«ng Th−¬ng
C¬ quan chñ tr× : ViÖn C¬ khÝ N¨ng l−îng vµ Má - TKV
Chñ nhiÖm ®Ò tμI : KS. TrÇn V¨n Khanh
Chñ nhiÖm ®Ò tµI DuyÖt viÖn
KS. TrÇn V¨n Khanh
Hµ néi - 2007
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
nh÷ng ng−êi thùc hiÖn
Chøc danh, nghÒ
TT Hä vµ tªn N¬i c«ng t¸c
nghiÖp
KS. VËt liÖu häc vµ
1 TrÇn V¨n Khanh ViÖn CKNL vµ Má - TKV
NhiÖt luyÖn
ThS. Khoa häc vµ C«ng
2 B¹ch §«ng Phong ViÖn CKNL vµ Má - TKV
nghÖ VËt liÖu
3 NguyÔn Thu HiÒn KS. LuyÖn kim ®en ViÖn CKNL vµ Má - TKV
KS. VËt liÖu häc vµ
4 TrÇn ThÞ Mai ViÖn CKNL vµ Má - TKV
NhiÖt luyÖn
5 NguyÔn V¨n S¸ng KS. HÖ thèng ®iÖn ViÖn CKNL vµ Má - TKV
6 Vò ChÝ Cao KS. ChÕ t¹o m¸y ViÖn CKNL vµ Má - TKV
KS. VËt liÖu häc vµ
7 Lª Thanh B×nh ViÖn CKNL vµ Má - TKV
NhiÖt luyÖn
2
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
Tãm t¾t ®Ò tμI
§Ò tµi nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh
l−îng nh»m môc ®Ých t¨ng c−êng n¨ng lùc thiÕt bÞ vµ ®¸p øng nhu cÇu ®µo t¹o
®éi ngò c¸n bé thö nghiÖm, ®o l−êng cã kü n¨ng cao cho Phßng ThÝ nghiÖm.
Trong ®Ò tµi nµy chóng t«i ®· nghiªn cøu −u nh−îc ®iÓm cña c¸c ph−¬ng
ph¸p x©y dùng ®−êng cong chuÈn vµ tiÕn hµnh lùa chän ph−¬ng ph¸p tèi −u
nhÊt ®Ó x©y dùng mét sè ®−êng cong cô thÓ øng dông trong thùc tÕ.
§Ò tµi ®· tiÕn hµnh lùa chän c¸c bé mÉu chuÈn ®Ó x©y dùng ®−êng cong
chuÈn sao cho phï hîp nhÊt.
B»ng thùc nghiÖm ®Ò tµi còng ®· chØ ra r»ng viÖc trén mÉu ph¶i tiÕn hµnh
qua hai b−íc (trén c¬ häc vµ hßa ®Òu c¶ hçn hîp trong chÊt láng sau ®ã cho
bay h¬i) ®Ó ®¹t ®−îc ®é chÝnh x¸c nh− mong muèn.
Trong ®Ò tµi chóng t«i ®· ®−a ra quy tr×nh chi tiÕt ®Ó x©y dùng nªn mét
®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng.
Trong qu¸ tr×nh x©y dùng ®−êng cong chuÈn nhãm ®Ò tµi ®· sö dông phÇn
mÒm lµm c«ng cô hç trî viÖc tÝnh to¸n vµ ®−a ra kÕt qu¶ thÝ nghiÖm.
Trong ®Ò tµi nµy chóng t«i còng ®· ®−a ra mét sè kÕt qu¶ ph©n tÝch thö
nghiÖm thùc tÕ cho c¸c kh¸ch hµng.
Tõ kho¸: §−êng cong chuÈn, mÉu chuÈn, mÉu nghiªn cøu, m¸y ph©n tÝch
cÊu tróc b»ng nhiÔu x¹ tia X D8 Advanced.
3
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
Môc lôc
Lêi nãi ®Çu ...............................................................................................6
Ch−¬ng I: Tæng quan chung vÒ ph©n tÝch pha ®Þnh
l−îng ......................................................................................7
I. t×nh h×nh nghiªn cøu vμ øng dông ph©n tÝch pha
®Þnh l−îng ...........................................................................................7
1. T×nh h×nh nghiªn cøu ë n−íc ngoµi.......................................................7
2. T×nh h×nh nghiªn cøu ë trong n−íc .......................................................7
II. sù cÇn thiÕt cña ®Ò tμi ......................................................................8
III. môc tiªu cña ®Ò tμi ............................................................................8
Ch−¬ng II: kü thuËt ph©n tÝch pha ®Þnh l−îng b»ng
nhiÔu x¹ tia r¬nghen .................................................10
I. c¬ së lý thuyÕt ...................................................................................10
1. Sù xuÊt hiÖn cña tia X...........................................................................10
2. B¶n chÊt cña tia X ................................................................................10
3. Sù t−¬ng t¸c cña X víi vËt chÊt ............................................................13
II. nguyªn lý cÊu t¹o phæ kÕ R¬nghen ...........................................15
1. Nguyªn lý .............................................................................................15
2. CÊu t¹o..................................................................................................16
III. C¬ së chung cña ph−¬ng ph¸p .....................................................16
1. Ph−¬ng ph¸p so s¸nh trùc tiÕp c−êng ®é cña c¸c pha ..........................20
2. Ph−¬ng ph¸p mÉu chuÈn trong .............................................................22
3. Ph−¬ng ph¸p mÉu chuÈn ngoµi.............................................................24
4. Ph−¬ng ph¸p cÆp v¹ch t−¬ng ®−¬ng.....................................................27
Ch−¬ng III: Thùc nghiÖm x©y dùng ®−êng cong chuÈn
cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng ....................29
I. ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu ..................................................................29
II. thiÕt bÞ nghiªn cøu ...........................................................................30
1. M¸y ph©n tÝch cÊu tróc b»ng nhiÔu x¹ tia R¬nghen.............................30
2. C©n ph©n tÝch........................................................................................31
3. M¸y trén mÉu .......................................................................................31
III. Quy tr×nh x©y dùng ®−êng cong chuÈn ...................................31
1. ChuÈn bÞ mÉu .......................................................................................31
2. QuÐt phæ ...............................................................................................32
4
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
3. Quy tr×nh x©y dùng ®−êng cong chuÈn ................................................32
4. C¸ch thùc hiÖn phÐp ph©n tÝch ®Þnh l−îng ...........................................40
5. Quy tr×nh x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho ph©n tÝch ®Þnh l−îng
mét sè pha cô thÓ..................................................................................41
5.1. Quy tr×nh x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho ph©n tÝch ®Þnh
l−îng pha Cellulose trong b«ng...................................................41
5.2. Quy tr×nh x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho ph©n tÝch ®Þnh
l−îng pha ZnO trong líp phñ Zn .................................................51
IV. NhËn xÐt ..............................................................................................66
Ch−¬ng IV: KÕt luËn chung ............................................................69
I. NhËn xÐt vμ ®¸nh gi¸ kÕt qu¶ nghiªn cøu .................................69
II. kiÕn nghÞ ...............................................................................................69
Tµi liÖu tham kh¶o............................................................................71
Phô lôc ....................................................................................................72
5
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
Lêi nãi ®Çu
Ph©n tÝch cÊu tróc b»ng tia R¬nghen ®· trë thµnh mét trong nh÷ng ph−¬ng
ph¸p phæ cËp ë n−íc ta ®Ó nghiªn cøu cÊu tróc kim lo¹i, b¸n dÉn, c¸c kho¸ng
vËt, b«ng, vËt liÖu x©y dùng vµ nhiÒu ®èi t−îng kh¸c. HiÖn nay, mét sè c¬ së
trong n−íc ®· ®−îc trang bÞ c¸c thiÕt bÞ phôc vô cho ph©n tÝch cÊu tróc b»ng
tia R¬nghen nhËp tõ nhiÒu n−íc kh¸c nhau. NhiÒu tr−êng häc vµ c¬ quan
nghiªn cøu ®· x©y dùng c¸c phßng thÝ nghiÖm ph©n tÝch cÊu tróc. M«n häc
“Ph©n tÝch cÊu tróc b»ng tia R¬nghen” ®· ®−îc ®−a vµo ch−¬ng tr×nh ®µo t¹o
®¹i häc cña nhiÒu ngµnh.
Nh÷ng n¨m cuèi thÕ kû 20, còng nh− c¸c m«n khoa häc kh¸c, ph©n tÝch
cÊu tróc b»ng tia R¬nghen ®ang ph¸t triÓn víi tèc ®é nh− vò b·o trªn mét b×nh
diÖn réng kh¾p, víi mét møc ®é s©u s¾c vµ trªn ph¹m vi quèc tÕ. Hµng n¨m,
nhiÒu n−íc trªn thÕ giíi còng ®· tæ chøc c¸c héi nghÞ quèc gia vÒ lÜnh vùc
ph©n tÝch cÊu tróc b»ng tia R¬nghen.
GÇn ®©y ë n−íc ta, ph©n tÝch cÊu tróc b»ng tia R¬nghen ®· nhËn ®−îc sù
quan t©m cña c¸n bé khoa häc kü thuËt cã liªn quan ë c¸c ngµnh kh¸c nhau
nh−ng sè l−îng cßn Ýt, ch−a bao qu¸t ®−îc nhiÒu mÆt phong phó cña nã vµ
nhÊt lµ viÖc øng dông cô thÓ trong tÝnh to¸n, ph©n tÝch cßn ch−a ®−îc quan
t©m ®óng møc.
HiÖn nay, Phßng ThÝ nghiÖm VËt liÖu TÝnh n¨ng Kü thuËt cao thuéc ViÖn
C¬ khÝ N¨ng l−îng vµ Má ®· ®−îc trang bÞ mét m¸y ph©n tÝch cÊu tróc b»ng
tia R¬nghen D8 Advance cña h·ng Bruker – CHLB §øc cho viÖc nghiªn
cøu, tÝnh to¸n vµ ph©n tÝch cÊu tróc cña vËt liÖu. §©y lµ mét trong nh÷ng thiÕt
bÞ tiªn tiÕn vµ hiÖn ®¹i nhÊt cña h·ng s¶n xuÊt víi nhiÒu tÝnh n¨ng nh−: ph©n
tÝch cÊu tróc pha tinh thÓ ®Þnh tÝnh, ®Þnh l−îng, m« pháng cÊu tróc m¹ng tinh
thÓ, nghiªn cøu sù chuyÓn biÕn cÊu tróc pha theo nhiÖt ®é…
Tuy nhiªn, ®Ó n©ng cao h¬n n÷a kh¶ n¨ng lµm viÖc cña thiÕt bÞ vµ ®¸p øng
nhu cÇu ®µo t¹o c¸n bé cã kü n¨ng cao trong c«ng t¸c thÝ nghiÖm khoa häc,
Bé C«ng th−¬ng ®· xem xÐt vµ hç trî giao ®Ò tµi: “Nghiªn cøu x©y dùng
®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng” cho ViÖn C¬ khÝ N¨ng
l−îng vµ Má. Trªn c¬ së ®ã chóng t«i ®· thùc hiÖn ®Ò tµi nµy.
Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn, chóng t«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c c¸n bé Vô
Khoa häc, C«ng nghÖ - Bé C«ng Th−¬ng, H·ng Bruker – CHLB §øc, Tr−êng
®¹i häc B¸ch khoa Hµ néi cïng tÊt c¶ c¸c chuyªn gia, ®ång nghiÖp trong vµ
ngoµi ViÖn ®· nhiÖt t×nh gióp ®ì ®Ò tµi hoµn thµnh.
Nh÷ng ng−êi thùc hiÖn
6
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
Ch−¬ng I
Tæng quan chung vÒ ph©n tÝch pha
®Þnh l−îng
I. t×nh h×nh ph©n tÝch pha ®Þnh l−îng hiÖn nay
1. T×nh h×nh nghiªn cøu ë n−íc ngoµi
ViÖc nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh
l−îng ®· vµ ®ang ®−îc thùc hiÖn t¹i nhiÒu n−íc trªn thÕ giíi, nhÊt lµ c¸c n−íc
c«ng nghiÖp ph¸t triÓn.
ViÖc nghiªn cøu vÒ ph©n tÝch pha ®Þnh l−îng ®· ®−îc quan t©m tõ rÊt sím,
rÊt nhiÒu c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ cÊu tróc vµ thµnh phÇn pha thµnh c«ng
®· gãp phÇn kh«ng nhá vµo viÖc c¶i tiÕn vµ n©ng cao kh¶ n¨ng lµm viÖc cña
chi tiÕt, vËt liÖu…
2. T×nh h×nh nghiªn cøu ë trong n−íc
Ph−¬ng ph¸p nhiÔu x¹ tia R¬nghen lµ mét ph−¬ng ph¸p rÊt h÷u hiÖu ®Ó
ph©n tÝch cÊu tróc pha tinh thÓ. Chóng ta cã thÓ øng dông ph−¬ng ph¸p nµy ®Ó
ph©n tÝch ®Þnh tÝnh, ®Þnh l−îng pha trong tinh thÓ, x¸c ®Þnh chÝnh x¸c h»ng sè
m¹ng, m« pháng cÊu tróc vËt liÖu, nghiªn cøu textua…
HiÖn nay, ë ViÖt Nam viÖc nghiªn cøu vµ øng dông phÐp ph©n tÝch pha
®Þnh tÝnh ®· ®−îc mét sè phßng thÝ nghiÖm thuéc c¸c ViÖn nghiªn cøu vµ c¸c
Tr−êng ®¹i häc trong c¶ n−íc thùc hiÖn vµ ®· ®em l¹i nh÷ng lîi Ých nhÊt ®Þnh.
MÆc dï vËy nh−ng viÖc nghiªn cøu x©y dùng c¸c ®−êng chuÈn cho ph©n tÝch
pha ®Þnh l−îng vµ øng dông chóng vµo thùc tÕ vÉn cßn Ýt ®−îc quan t©m v×
nhiÒu lý do kh¸c nhau nh− thiÕt bÞ, mÉu chuÈn, v.v...
Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, cïng víi sù ph¸t triÓn cña ngµnh c¬ khÝ, xu
h−íng t¨ng tû lÖ néi ®Þa ho¸ vµ gi¶m nhËp khÈu nh»m gióp chóng ta gi¶m chi
phÝ, tiÕt kiÖm ngo¹i tÖ vµ chñ ®éng nguån hµng ®· trë thµnh môc tiªu quan
träng cña §¶ng vµ Nhµ n−íc trong qu¸ tr×nh c«ng nghiÖp ho¸ vµ hiÖn ®¹i ho¸.
RÊt nhiÒu c¸c chi tiÕt vµ linh kiÖn quan träng trong c¸c m¸y mãc thiÕt bÞ ®·
®−îc chóng ta chÕ t¹o ra vµ thay thÕ xøng ®¸ng c¸c chi tiÕt, linh kiÖn nhËp
ngo¹i. Tuy nhiªn, ®Ó n©ng cao h¬n n÷a kh¶ n¨ng lµm viÖc cña chóng th× chóng
ta ph¶i kh«ng ngõng c¶i tiÕn c¶ vÒ kÕt cÊu lÉn vËt liÖu, trong ®ã viÖc nghiªn
cøu vµ c¶i tiÕn vËt liÖu ®ãng mét vai trß rÊt quan träng, chÝnh v× lý do ®ã mµ
trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y viÖc nghiªn cøu vµ x©y dùng nªn c¸c ®−êng chuÈn
cho ph©n tÝch pha ®Þnh l−îng ®· b¾t ®Çu thu hót ®−îc sù quan t©m cña nhiÒu
nhµ khoa häc thuéc nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau ë ViÖt nam.
7
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
Dùa vµo c¸c ®−êng cong chuÈn nµy ta cã thÓ øng dông ®Ó ®¸nh gi¸ mét
c¸ch chÝnh x¸c b¶n chÊt vµ tÝnh chÊt cña vËt liÖu.
II. sù cÇn thiÕt cña ®Ò tμi
Trong nh÷ng n¨m qua ë n−íc ta cïng víi sù ph¸t triÓn cña ngµnh VËt liÖu
th× viÖc ph©n tÝch vµ nghiªn cøu c¸c tÝnh chÊt trong vËt liÖu lµ mét trong
nh÷ng chØ tiªu kh«ng thÓ thiÕu, nã lµ chØ tiªu ®Æc biÖt quan träng ®èi víi c¸c
ngµnh nh− C¬ khÝ, VËt liÖu, Thuû lîi, v.v...
Cïng víi sù ph¸t triÓn cña khoa häc kü thuËt vµ c¸c ngµnh c«ng nghiÖp
n−íc ta, ®ßi hái c¸c s¶n phÈm ngµy cµng ph¶i ®−îc n©ng cao vÒ chÊt l−îng,
kÐo dµi tuæi thä lµm viÖc vµ do ®ã lµm t¨ng tÝnh hiÖu qu¶ kinh tÕ. MÆt kh¸c, sù
xuÊt hiÖn vµ tån t¹i cña c¸c d¹ng cÊu tróc pha kh¸c nhau trong vËt liÖu sÏ t¹o
nªn nh÷ng tÝnh chÊt rÊt kh¸c nhau vÒ c¬, lý tÝnh cña vËt liÖu.
Trªn thùc tÕ, th× rÊt nhiÒu c¸c c«ng tr×nh, chi tiÕt sau khi ®−îc thay thÕ, söa
ch÷a b»ng c¸c vËt liÖu do ta chÕ t¹o th× cã tuæi thä vµ kh¶ n¨ng lµm viÖc
kh«ng nh− ta mong muèn. Nguyªn nh©n th× cã rÊt nhiÒu nh−ng mét trong
nh÷ng yÕu tè cã g©y ¶nh h−ëng lín ®ã lµ cÊu tróc pha vµ thµnh phÇn pha cña
vËt liÖu.
HiÖn nay, ë ViÖt Nam mét sè ®¬n vÞ còng ®· ®−îc trang bÞ c¸c thiÕt bÞ cho
ph©n tÝch cÊu tróc cña vËt liÖu nh−: Trung t©m ®Þa chÊt kho¸ng s¶n, Tr−êng
§¹i häc B¸ch khoa Hµ néi, Tr−êng §¹i häc Quèc gia, ViÖn Khoa häc VËt liÖu,
v.v... Tuy nhiªn, qua kh¶o s¸t chóng t«i ®−îc biÕt c¸c thiÕt bÞ nµy ®−îc sö
dông ®Ó ph©n tÝch ®Þnh tÝnh vµ ph©n tÝch cÊu tróc tinh thÓ lµ chñ yÕu.
XuÊt ph¸t tõ thùc tÕ trªn chóng t«i nhËn thÊy r»ng viÖc nghiªn cøu x©y
dùng c¸c bé ®−êng cong chuÈn cho ph©n tÝch pha ®Þnh l−îng lµ rÊt cÇn thiÕt,
v× th«ng qua viÖc øng dông c¸c ®−êng cong chuÈn nµy chóng ta cã thÓ x¸c
®Þnh mét c¸ch chÝnh x¸c thµnh phÇn c¸c pha tån t¹i trong vËt liÖu, tõ ®ã c¶i
tiÕn c«ng nghÖ sao cho ®¹t ®−îc cÊu tróc vµ thµnh phÇn pha nh− mong muèn.
III. môc tiªu cña ®Ò tμi
HiÖn nay, Phßng thÝ nghiÖm cña chóng t«i ®· ®−îc trang bÞ mét m¸y ph©n
tÝch cÊu tróc b»ng nhiÔu x¹ R¬nghen D8 Advanced cña h·ng Bruker CHLB
§øc. §©y lµ thiÕt bÞ ®· ®−îc Phßng thÝ nghiÖm sö dông ®Ó ph©n tÝch ®Þnh tÝnh
pha vµ nghiªn cøu cÊu tróc tinh thÓ trong nhiÒu n¨m qua.
MÆt kh¸c, hiÖn nay chÝnh s¸ch c«ng nghiÖp hãa, hiÖn ®¹i hãa cña §¶ng vµ
Nhµ n−íc ta ®· gãp phÇn thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña khoa häc kü thuËt cña
N−íc nhµ. RÊt nhiÒu c¸c linh kiÖn, chi tiÕt ®ßi hái cã chÊt l−îng cao ®Ó theo
kÞp xu thÕ ph¸t triÓn chung cña x· héi. Do ®ã, ®Ó ®¸p øng ®ßi hái ngµy cµng
cao cña x· héi th× viÖc nghiªn cøu vµ n©ng cao tÝnh chÊt c¬, lý tÝnh cña vËt
liÖu lµ môc tiªu rÊt quan träng.
8
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
V× vËy, ®Ó ph¸t huy tèi ®a kh¶ n¨ng cña thiÕt bÞ vµ ®¸p øng nhu cÇu ngµy
cµng cao cña x· héi, chóng t«i nhËn thÊy r»ng cÇn ph¶i x©y dùng nªn c¸c bé
®−êng chuÈn cho ph©n tÝch pha ®Þnh l−îng vµ øng dông chóng ®Ó ph©n tÝch
®Þnh l−îng pha cho mét sè vËt liÖu, chi tiÕt.
Ngoµi môc ®Ých nªu trªn th× mét trong nh÷ng môc tiªu quan träng cña ®Ò
tµi lµ gióp cho Phßng ThÝ nghiÖm ®µo t¹o ®−îc mét ®éi ngò c¸n bé cã ®ñ kü
n¨ng vµ thµnh th¹o trong c«ng t¸c ®o l−êng, thö nghiÖm vµ nghiªn cøu khoa
häc.
9
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
Ch−¬ng II
kü thuËt ph©n tÝch pha ®Þnh l−îng
b»ng nhiÔu x¹ tia r¬nghen
I. c¬ së lý thuyÕt
Mét ph¸t hiÖn quan träng cña nhµ b¸c häc §øc R¬nghen (1895) lµ nhËn
thÊy tõ èng ph¸t tia ©m cùc cã ph¸t ra mét bøc x¹ ®iÖn tõ cã kh¶ n¨ng xuyªn
qua mét sè tÊm ch¾n, lµm ®en phim ¶nh vµ «ng ®Æt tªn lµ tia X. Tia X cã chiÒu
dµi b−íc sãng tõ 0,1 ®Õn 100 Å. Ng−êi ta ph©n chia ra 3 lo¹i ph−¬ng ph¸p:
hÊp thô tia X, huúnh quang tia X vµ nhiÔu x¹ tia X. C¸c ph−¬ng ph¸p nµy ®Òu
®−îc øng dông kh¸ phæ biÕn trong c¸c lÜnh vùc nh−: hãa häc, vËt lý, luyÖn
kim…
1. Sù xuÊt hiÖn cña tia X
Tia X sinh ra do mét dßng electron cã vËn tèc cao t¹o ra tõ catot chuyÓn
®éng ®Õn vµ ®Ëp vµo mÆt mét bia kim lo¹i lµm ph¸t ra mét chïm tia mang
n¨ng l−îng cao ®i ra ngoµi. Chïm tia ®ã chÝnh lµ tia X cßn bia kim lo¹i lµ
anot.
Bia kim lo¹i cã thÓ chÕ t¹o b»ng c¸c kim lo¹i kh¸c nhau, nªn chïm tia X
ph¸t ra cã n¨ng l−îng kh¸c nhau, tøc lµ cã b−íc sãng kh¸c nhau. B−íc sãng
cña mét sè vËt liÖu lµm anot ®−îc cho ë b¶ng 2.1.
B¶ng 2.1: B−íc sãng cña mét sè vËt liÖu lµm anot.
B−íc sãng λ (Å)
VËt liÖu kim lo¹i
Kα 1 Kα 2 Kβ
Co 1,7899 1,7928 1,6208
Cr 2,2896 2,2935 2,0848
Cu 1,5405 1,5443 1,3921
Fe 1,9360 1,9399 1,7565
Mo 0,7093 0,7135 0,6325
Ni 1,6578 1,6618 1,5001
2. B¶n chÊt cña tia X
Nguyªn tö cã cÊu t¹o gåm h¹t nh©n vµ electron chuyÓn ®éng trªn c¸c
obitan bao quanh cã kÝ hiÖu:
10
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
n 1 2 3 4 5 ...
K L M N O
Khi chïm electron cã ®éng n¨ng lín chuyÓn ®éng ®Ëp vµo bia kim lo¹i,
c¸c electron nµy cã thÓ ®i s©u vµo c¸c obitan bªn trong vµ lµm bËt electron
n»m ë obitan nguyªn tö ra khái vÞ trÝ cña nã t¹o ra chç trèng. Sau ®ã c¸c
electron ë obitan bªn ngoµi nh¶y vµo c¸c chç trèng nµy, ph¸t ra bøc x¹ t−¬ng
øng víi møc n¨ng l−îng:
ΔE = E n − E n
1 2
(1)
Trong ®ã:
E n : Lµ n¨ng l−îng cña electron ë obitan n1
1
E n : Lµ n¨ng l−îng cña electron ë obitan n2
2
Electron K
K L M N
H×nh 2.1: S¬ ®å vá electron nguyªn tö.
Gi¶ dô chïm electron ban ®Çu ®Ëp vµo electron ë obitan K lµm nã bËt ra,
sau ®ã electron ë c¸c obitan phÝa ngoµi nh¶y vµo chç trèng ë obitan K, bøc x¹
ph¸t ra (tia X) ®−îc gäi lµ bøc x¹ K. Electron tõ obitan L, M nh¶y vµo obitan
K th× bøc x¹ ph¸t ra (tia X) cã kÝ hiÖu Kα, Kβ. Khi electron tõ ngoµi nh¶y vµo
obitan L th× bøc x¹ ph¸t ra cã kÝ hiÖu Lα, Lβ… Obitan L cã mét sè møc n¨ng
l−îng kh¸c nhau mét Ýt lµ L1, L2, L3 cho nªn c¸c bøc x¹ Kα cßn ph©n biÖt Kα1,
Kα2, Kα3.
N¨ng l−îng ΔE ®−îc tÝnh dùa theo sù thay ®æi møc n¨ng l−îng gi÷a c¸c
obitan. N¨ng l−îng cña electron ë c¸c obitan ®−îc tÝnh theo ph−¬ng tr×nh:
2 π 2 me 4 Z 2
En = − . 2 (2)
h2 n
Trong ®ã:
m: lµ khèi l−îng electron,
e: lµ ®iÖn tÝch cña electron,
h: lµ h»ng sè Planck (h = 6,6256.10-27 erg.s),
11
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
n: lµ sè l−îng tö chÝnh vµ còng lµ sè thø tù cña obitan,
Z: lµ sè thø tù nguyªn tö.
2 π 2 me 4 ⎛ 1 1 ⎞ 2
Do ®ã: ΔE = E n − E n = − ⎜ − ⎟.Z = hν (3)
1 2
h 2 ⎜⎝ n12 n 22 ⎟⎠
2 π 2 me 4 ⎛ 1 1 ⎞
Tõ ®ã ta cã: ν= 3
⎜⎜ 2 − 2 ⎟⎟.Z 2 (4)
h ⎝ n 2 n1 ⎠
V× tèc ®é ¸nh s¸ng: c = ν.λ nªn ta cã:
1 ν
= (5)
λ c
1 2 π 2 me 4 ⎛ 1 1 ⎞ 2
Tõ (4) ta cã: = ⎜ − ⎟.Z (6)
λ h 3 c ⎜⎝ n 22 n 12 ⎟⎠
2π 2 me 4
®Æt R=
h 3c
1 ⎛ 1 1 ⎞
Ta cã: = R⎜⎜ 2 − 2 ⎟⎟.Z 2 (7)
λ ⎝ n 2 n1 ⎠
R ®−îc gäi lµ h»ng sè Rydberg.
Theo nhµ b¸c häc Mosley ng−êi Anh th× gi÷a chiÒu dµi sãng λ cña tia X
ph¸t ra vµ sè thø tù cña nguyªn tö bÞ kÝch thÝch cã mèi liªn quan víi nhau theo
biÓu thøc:
1 a
= (Z − σ )
2
(8)
λ c
Trong ®ã:
c: lµ tèc ®é ¸nh s¸ng;
a: lµ h»ng sè;
Z: lµ sè thø tù nguyªn tö;
σ: lµ h»ng sè phô thuéc vµo d·y phæ (Kα, Kβ, Lα, Lβ…)
Tõ ph−¬ng tr×nh (8) chØ ra r»ng λ liªn quan víi sè thø tù nguyªn tö chø
kh«ng ph¶i khèi l−îng nguyªn tö. Mèi liªn quan λ vµ Z cã thÓ biÓu diÔn gÇn
®óng theo biÓu thøc sau:
A
λ≈ (9)
Z2
Trong ®ã:
12
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
A: lµ h»ng sè ®èi víi mçi d·y K, L, M, …
3. Sù t−¬ng t¸c cña X víi vËt chÊt
Khi mét chïm tia X ®i qua mét líp vËt chÊt, mét phÇn n¨ng l−îng cña nã
bÞ mÊt ®i do nhiÔu x¹ vµ mét phÇn do bÞ hÊp thô. C−êng ®é cña chïm tia X bÞ
suy gi¶m do bÞ hÊp thô tu©n theo ®Þnh luËt Beer:
I = I 0 e - μlρ (10)
Trong ®ã:
I0: lµ c−êng ®é tia X ®Õn;
I: lµ c−êng ®é tia X sau khi ®i qua vËt chÊt;
l: lµ chiÒu dµy líp máng, cm;
μ: lµ hÖ sè hÊp thô khèi, cm2/g;
ρ: lµ mËt ®é chÊt hÊp thô, g/cm3.
HÖ sè hÊp thô khèi cña nguyªn tè phô thuéc vµo tr¹ng th¸i vËt lý cña chÊt
hÊp thô. Nh−ng nã bÞ gi¶m nhanh víi sù gi¶m chiÒu dµi sãng cña tia X theo
mèi quan hÖ nh− sau:
cN 4 3
μ= Zλ (11)
A
Trong ®ã
c: lµ h»ng sè tØ lÖ;
N: lµ sè Avogadro;
A: lµ träng l−îng nguyªn tö cña nguyªn tè hÊp thô;
λ: lµ chiÒu dµi sãng cña tia X;
Z: lµ sè thø tù nguyªn tè.
§Ó nghiªn cøu cÊu t¹o m¹ng tinh thÓ ng−êi ta th−êng sö dông ph−¬ng
tr×nh Vulf-Bragg. NghÜa lµ, khi ta chiÕu chïm tia X vµo tinh thÓ d−íi gãc θ,
víi kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c mÆt tinh thÓ lµ dhkl (nh− trªn h×nh 2.2), tia X ®Õn
®iÓm A vµ B cña 2 mÆt tinh thÓ P1 vµ P2 sau ®ã ph¶n x¹, trªn c¸c nót ë cïng
mÆt ph¼ng cã cïng pha cßn trªn c¸c nót ë hai mÆt ph¼ng lµ kh¸c pha.
13
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
X1
Tia tíi Tia nhiÔu x¹
X2
θ A θ
P1
C θθ D dhkl
P2
B
P3
H×nh 2.2: Sù t¸n x¹ tia X tõ c¸c mÆt ph¼ng tinh thÓ.
Gi¶ dô quang tr×nh cña hai tia X1 vµ X2 chiÕu vµo ®iÓm A vµ B cña hai mÆt
cã hiÖu sè lµ CB + D B . Theo ®Þnh luËt giao thoa ¸nh s¸ng th× hiÖu quang tr×nh
ph¶i b»ng sè nguyªn lÇn ®é dµi sãng:
nλ = C B + D B
®Æt: CB = DB = l
ta cã: nλ = 2l
Tõ tam gi¸c ABC thÊy: l = dhklsinθ do ®ã:
nλ = 2d hkl sinθ (12)
Trong ®ã:
n: Gäi lµ bËc ph¶n x¹ (n = 1, 2, 3…)
dhkl: Lµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c mÆt ph¼ng nguyªn tö (h k l)
Ph−¬ng tr×nh (12) ®−îc gäi lµ ph−¬ng tr×nh Vulf-Bragg biÓu thÞ mèi quan
hÖ ®¬n gi¶n gi÷a gãc cña c¸c tia nhiÔu x¹ víi b−íc sãng tia X tíi vµ kho¶ng
c¸ch gi÷a c¸c mÆt ph¼ng nguyªn tö dhkl. NÕu ph−¬ng tr×nh Vulf-Bragg kh«ng
®−îc tháa m·n th× sù giao thoa thùc chÊt sÏ kh«ng cã v× c−êng ®é tia nhiÔu x¹
thu ®−îc lµ rÊt nhá.
Trong hÇu hÕt c¸c tr−êng hîp, bËc ph¶n x¹ thø nhÊt sÏ ®−îc sö dông
(n=1), do ®ã ph−¬ng tr×nh Vulf-Bragg ®−îc viÕt nh− sau:
λ = 2d hkl sinθ (13)
Khi n > 1, c¸c ph¶n x¹ ®−îc gäi lµ ph¶n x¹ bËc cao. Ta cã thÓ viÕt ph−¬ng
tr×nh (12) nh− sau:
d
λ = 2( hkl )sinθ (14)
n
14
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
Trong ®ã:
d hkl
: Lµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c mÆt ph¼ng nguyªn tö (nh nk nl)
n
§Þnh luËt Vulf-Bragg lµ ®iÒu kiÖn cÇn song ch−a ®ñ cho nhiÔu x¹ víi c¸c
tinh thÓ thùc. Ph−¬ng tr×nh Vulf-Bragg chØ cho ta biÕt nhiÔu x¹ ch¾c ch¾n x¶y
ra ®èi víi c¸c « ®¬n vÞ cã c¸c nguyªn tö chØ ë gãc « m¹ng cßn ®èi víi c¸c
nguyªn tö n»m ë c¸c vÞ trÝ kh¸c (nh− ë t©m ®èi víi m¹ng LPTK vµ trªn bÒ mÆt
®èi víi m¹ng LPTM) sÏ ho¹t ®éng nh− c¸c t©m t¸n x¹ phô, chóng t¹o nªn c¸c
t¸n x¹ lÖch pha t¹i c¸c gãc Bragg nµo ®ã. KÕt qu¶ cña hiÖn t−îng nµy lµ sÏ lµm
mÊt ®i mét sè tia nhiÔu x¹ mµ theo lý thuyÕt ph¶i cã.
VÝ dô:
Víi cÊu tróc LPTK th× tæng c¸c chØ sè h + k + l ph¶i lµ mét sè ch½n th×
nhiÔu x¹ míi xuÊt hiÖn.
Víi cÊu tróc LPTM th× c¸c chØ sè h, k, l ph¶i cïng ch½n hoÆc cïng lÎ th×
nhiÔu x¹ míi xuÊt hiÖn.
II. nguyªn lý cÊu t¹o phæ kÕ R¬nghen
1. Nguyªn lý
Phæ kÕ R¬nghen cã 3 lo¹i:
• Phæ kÕ R¬nghen hÊp thô.
• Phæ kÕ R¬nghen huúnh quang hay ph¸t x¹.
• Phæ kÕ R¬nghen nhiÔu x¹.
Nguyªn lý cña kü thuËt ph©n tÝch cÊu tróc b»ng tia R¬nghen lµ sö dông
chïm tia R¬nghen víi b−íc sãng cì tõ vµi phÇn tr¨m ®Õn vµi chôc angstrom
(th«ng th−êng lµ tõ 0,2 ®Õn 0,3 angstrom) chiÕu lªn mÉu nghiªn cøu, sau ®ã
b»ng nh÷ng ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau ghi nhËn vµ ph©n tÝch ¶nh nhiÔu x¹ tõ
mÉu.
S¬ ®å chung cña c¸c lo¹i phæ kÕ nµy cã thÓ m« t¶ nh− sau:
1 2 3 4
Nguån ph¸t MÉu §ªtect¬ Ghi phæ
tia X chÊt
H×nh 2.3: S¬ ®å khèi phæ kÕ R¬nghen.
15
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
2. CÊu t¹o
C¸c bé phËn chÝnh cña thiÕt bÞ ph©n tÝch cÊu tróc b»ng tia R¬nghen bao
gåm:
a> Nguån ph¸t tia X:
™ Bé nguån:
Cã nhiÖm vô t¹o ®iÖn ¸p cao mét chiÒu cì hµng chôc kilovon vµ t¹o dßng
nung catot cho èng ph¸t tia.
™ èng ph¸t tia:
Chóng ®−îc s¶n xuÊt theo yªu cÇu chuyªn dông nh− sö dông trong y tÕ,
trong c«ng nghiÖp vµ trong hãa ph©n tÝch. Tïy theo anot ®−îc chÕ t¹o b»ng
kim lo¹i nµo mµ chïm tia X ph¸t ra cã b−íc sãng t−¬ng øng (xem b¶ng 1.1).
Trong nhiÔu x¹ tia X th−êng dïng èng ®ång (Cu), èng coban (Co), èng
molip®en (Mo) vµ èng b¹c (Ag). C¨n cø theo yªu cÇu ph©n tÝch mµ lùa chän
lo¹i èng tia X thÝch hîp.
NhiÖm vô chÝnh cña èng ph¸t tia lµ t¹o ra chïm tia R¬nghen ®Ó chiÕu lªn
mÉu nghiªn cøu.
b> MÉu chÊt:
MÉu ®o phæ R¬nghen cã thÓ ë d¹ng bét r¾n, ®¬n tinh thÓ, b¶n máng, d¹ng
láng v.v… Tïy thuéc vµo yªu cÇu ®o mµ cã ph−¬ng ph¸p chuÈn bÞ mÉu riªng.
c> §ªtect¬ vµ ghi phæ:
Kü thuËt ph¸t hiÖn vµ ghi l¹i c¸c tÝn hiÖu phæ tia X cã thÓ thùc hiÖn theo
ph−¬ng ph¸p chôp phim ¶nh hay ph−¬ng ph¸p èng ®Õm. C¶ hai ph−¬ng ph¸p
nµy ®Òu phô thuéc vµo kh¶ n¨ng cña tia X ion hãa vËt chÊt.
III. C¬ së chung cña ph−¬ng ph¸p
Ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch cÊu tróc b»ng nhiÔu x¹ tia R¬nghen kh«ng nh÷ng
cho phÐp x¸c ®Þnh ®Þnh tÝnh sù cã mÆt cña c¸c pha kh¸c nhau mµ cßn cho
phÐp x¸c ®Þnh ®Þnh l−îng, tøc l−îng chøa cña chóng trong mÉu nghiªn cøu.
C¬ së lý thuyÕt chung cña ph−¬ng ph¸p lµ c−êng ®é c¸c ®−êng nhiÔu x¹
cña mçi pha phô thuéc vµo l−îng chøa cña nã trong hçn hîp. Trong tr−êng
hîp chung, quan hÖ gi÷a c−êng ®é vµ nång ®é kh«ng ph¶i lµ tuyÕn tÝnh bëi v×
c−êng ®é cßn phô thuéc m¹nh vµo mét lo¹t c¸c yÕu tè kh¸c, trong ®ã ®¸ng
quan t©m h¬n c¶ lµ yÕu tè hÊp thô.
BiÓu thøc chung cña c−êng ®é tÝch ph©n cho tr−êng hîp ®èi víi mÉu bét
(c¸c h¹t tinh thÓ cã kÝch th−íc nhá vµ ®Þnh h−íng ngÉu nhiªn) cã d¹ng nh−
sau:
16
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
Ihkl = K1n2pV/F/2D2(PL)A (15)
Trong ®ã:
K1: H»ng sè ®èi víi bøc x¹ x¸c ®Þnh
e 4 λ3
K1 = 2 4 I0 (16)
mc
n: Sè l−îng « c¬ së trong mét ®¬n vÞ thÓ tÝch;
p: Thõa sè lÆp cña mÆt tinh thÓ h k l;
V: ThÓ tÝch tham gia nhiÔu x¹;
/F/2: Thõa sè cÊu tróc;
D2: Thõa sè nhiÖt ®é, D2 = e-2M
(PL): Thõa sè Lorentz – Thomson;
A: Thõa sè hÊp thô.
Trong tr−êng hîp nÕu tia s¬ cÊp kh«ng ph©n cùc vµ kh«ng dïng bé läc ®¬n
s¾c cho tia ph¶n x¹ th× thõa sè (PL) x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:
1 + cos 2 2θ
(PL ) = (17)
2sin 2 θ cos θ
NÕu cã dïng bé läc ®¬n s¾c cho tia s¬ cÊp hoÆc tia ph¶n x¹ th× thõa sè
(PL) ®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:
1 + cos 2 2α cos 2 2θ
(PL ) = (18)
(1 + cos 2 2α )sin 2 θ cos θ
Trong ®ã:
α: Lµ gãc nhiÔu x¹ trªn tinh thÓ ®¬n s¾c.
Thõa sè hÊp thô A gåm 2 thµnh phÇn phô thuéc vµo hÖ sè hÊp thô th¼ng μ
vµ gãc nhiÔu x¹ θ:
A = A1(μ) . A2(θ) (19)
NÕu ®Æt mÉu theo s¬ ®å tô tiªu Bragg-Brentano (lµ s¬ ®å ®−îc dïng trªn
nhiÔu x¹ kÕ cã èng ®Õm) th× thõa sè hÊp thô A chØ phô thuéc vµo μ mµ kh«ng
phô thuéc vµo gãc nhiÔu x¹ θ (A2(θ) = 1):
1
A = A 1 (μ ) = (20)

NÕu ®Æt mÉu trong buång Debye, thµnh phÇn A2 ≠ 1 vµ cã quan hÖ phøc
t¹p víi gãc θ. Trong tr−êng hîp mÉu cã kh¶ n¨ng hÊp thô lín vµ chØ gåm 1
pha, ta cã thÓ tÝnh gÇn ®óng thµnh phÇn A2 theo biÓu thøc:
17
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
⎛ cos 2 θ ⎞ ⎡ cos 2θ + sin θ ⎤
A 2 (θ) = ⎜1 + ⎟ ln ⎢ ⎥ (21)
⎝ 2 sin θ ⎠ ⎣ (1 + sin θ)(1 + 2 sin θ)⎦
NÕu mÉu lµ hçn hîp gåm nhiÒu pha th× ®¹i l−îng V trong biÓu thøc ph¶i
®−îc thay b»ng thµnh phÇn thÓ tÝch vi. Khi ®ã Ihkl lµ c−êng ®é nhiÔu x¹ cña
®−êng hkl cña pha i.
Vi
vi = (22)
V
Trong ®ã:
vi: Thµnh phÇn thÓ tÝch cña pha thø i tham gia nhiÔu x¹;
Vi: ThÓ tÝch cña pha thø i tham gia nhiÔu x¹;
V: ThÓ tÝch tham gia nhiÔu x¹;
BiÓu thøc c−êng ®é tÝch ph©n cña pha i bÊt kú cã thÓ viÕt d−íi d¹ng sau:
Ii = K1K2iK3vi (23)
Trong ®ã:
K2: H»ng sè phô thuéc vµo ®Æc tr−ng cÊu tróc cña pha vµ gãc nhiÔu
x¹ θ.
K2 = n2p/F/2D2(PL) (24)
K3: H»ng sè phô thuéc vµo kh¶ n¨ng hÊp thô cña hçn hîp, K3 = A.
BiÓu thøc nµy cho ta biÕt mèi quan hÖ gi÷a c−êng ®é vµ thµnh phÇn thÓ
tÝch cña pha trong hçn hîp, ®©y lµ biÓu thøc c¬ së cho ph©n tÝch pha ®Þnh
l−îng.
Tõ biÓu thøc (23) chóng ta cã thÓ t×m quan hÖ gi÷a c−êng ®é vµ thµnh
phÇn khèi l−îng ωi cña pha, v× gi÷a 2 ®¹i l−îng vi vµ ωi cã quan hÖ sau:
ωi / ρ i
vi = (25)
∑ (ωi / ρ i )
i
Trong ®ã:
ρi: Khèi l−îng riªng cña pha i
1
Thay ®¹i l−îng K3 trong biÓu thøc (23) b»ng tÝch A 1 .A 2 =.A 2 , sau ®ã

chuyÓn hÖ sè 1/2 vµo K1 vµ thµnh phÇn A2 nhËp chung víi K2 (v× nã chØ phô
thuéc vµo gãc θ), ta cã:
vi
I i = K 1 .K 2i (26)
μ
18
Nghiªn cøu x©y dùng ®−êng cong chuÈn cho phÐp x¸c ®Þnh pha ®Þnh l−îng
Trong ®ã:
μ: HÖ sè hÊp thô th¼ng cña c¶ hçn hîp:
∑ μ (ω / ρ ) ∑ μ .ω i i i
*
i i
μ = ∑ μ .v = = i i
(27)
i
i
∑ (ω
i
/ ρ ) ∑ (ω .ρ ) i i i i
i i
Trong ®ã:
μi: HÖ sè hÊp thô cña pha i;
μ *i = μ i / ρi : Lµ hÖ sè hÊp thô khèi l−îng cña pha i.
Thay (25) vµ (27) vµo (26), ta cã quan hÖ gi÷a c−êng ®é vµ thµnh phÇn
khèi l−îng nh− sau:
ωi / ρ i
I i = K 1 .K 2 i (28)
∑ μ *i .ωi
i
NÕu hçn hîp chØ bao gåm 2 pha A vµ B víi thµnh phÇn khèi l−îng lµ ωA
vµ ωB = 1 - ωA th× lóc ®ã biÓu thøc c−êng ®é cña ®−êng hkl nµo ®ã cña mçi
B
pha sÏ lµ:
ωA
I A = K 1 .K 2 A . [ωA (μ *A − μ *B ) + μ *B ]−1
ρA
(29)
ω
I B = K 1 .K 2 B . B [ω B (μ *B − μ *A ) + μ *A ]
−1
ρB
Tõ biÓu thøc nµy ta thÊy r»ng chØ khi μ*A = μ*B th× quan hÖ phô thuéc gi÷a I
vµ ω míi tuyÕn tÝnh. Cßn nÕu 2 pha cã hÖ sè hÊp thô khèi l−îng kh¸c nhau th×
mèi quan hÖ ®ã kh«ng cßn tuyÕn tÝnh n÷a.
Tõ c¸c biÓu thøc ë trªn ta thÊy r»ng c−êng ®é cña ®−êng nhiÔu x¹ kh«ng
nh÷ng phô thuéc vµo l−îng chøa cña pha mµ cßn vµo mét lo¹t c¸c yÕu tè
kh¸c. Do ®ã, muèn tiÕn hµnh mét phÐp ph©n tÝch pha ®Þnh l−îng tøc lµ ta ph¶i
t×m c¸ch x¸c ®Þnh mèi quan hÖ trùc tiÕp gi÷a c−êng ®é pha trong thùc nghiÖm
víi l−îng chøa cña nã.
Mçi ph−¬ng ph¸p thùc hiÖn nhiÖm vô nµy theo h−íng kh¸c nhau: trong
mét sè ph−¬ng ph¸p ng−êi ta t×m c¸ch tÝnh to¸n lý thuyÕt tÊt c¶ c¸c yÕu tè cho
mçi pha vµ nh− vËy, trong biÓu thøc (23) chØ cßn l¹i mét th«ng sè vi cÇn t×m;
trong mét sè ph−¬ng ph¸p kh¸c ng−êi ta t×m nh÷ng ®iÒu kiÖn ®Ó lo¹i bít c¸c
yÕu tè khã tÝnh to¸n, vÝ dô th«ng qua viÖc sö dông mÉu chuÈn. Do vËy, cã rÊt
nhiÒu ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch pha ®Þnh l−îng kh¸c nhau. D−íi ®©y lµ mét sè
ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch th«ng dông ®· ®−îc øng dông trªn thÕ giíi hiÖn nay:
19