式再 次粉磨2次，将待测水泥样品取出后风干并轻磨待测样品成粉状 (3) 称取5g粉末样品按照料液比1 g: lmL加入无水乙醇和乙酸乙酯的混合溶剂(无水乙 醇和乙酸乙酯的体积比为6:1 )，搅拌后制备成悬浊液； (4 )将悬池液倒入自制的样品架中的凹槽处，倒入时应注意悬池液样品不能高于凹槽 顶端防止样品溢出，30-40Γ条件下进行烘干处理，然后再次倒入悬浊液至凹槽的顶端，但 不能溢出。连续多次操作后，直至溶剂挥发后的样品高度接近凹槽的顶端； 所述的自制的样品架如图1、图2所示，是由镂空样品架（l)、Kapton薄膜(2)、载玻片(3) 及样品夹(4)组成，Kapton薄膜(2)的一面同镂空样品架（1)紧密贴合，另一面同载玻片（3) 贴合，利用样品夹(4)沿镂空样品架长度方向将三者固定，打开样品夹的尾柄弹簧钢丝卡即 可； (5)另取粉磨后的待测水泥样品置于200目筛中，过筛处理，使样品颗粒填满整个凹槽， 小心擦除落入凹槽外的颗粒。
[0023] (6)用一块面积大于样品架凹槽小于镂空样品架的胶带覆于样品架的上端凹槽 处，在此过程不能挤压凹槽处即X射线照射区域； (7)拆除样品夹并翻转样品架，小心移除载玻片，制备完成待测样品，然后放入X-射线 衍射仪中进行检测即可； XRD检测的具体条件为：电压电流设定为30-40kV/150-250mA，光阑系统狭缝设定为发 散狭缝=1°，防扩散狭缝=1°，接收狭缝=〇.3mm，扫描范围设定为2θ=5-70°，扫描速度设定为 1-3°/min采集XRD图谱。
[0024] 对比例1 一种基于水泥基材料中石膏矿物的XRD定量分析方法，步骤同实施例1基本相同，不同 之处在于，步骤(3)中仅采用无水乙醇按照料液比lg:lmL同粉末样品混合制备成悬浊液，其 他步骤均同实施例1。
[0025] 对比例2 一种基于水泥基材料中石膏矿物的XRD定量分析方法，步骤同实施例1基本相同，不同 之处在于，步骤(3)中仅采用乙酸乙酯按照料液比lg:lmL同粉末样品混合制备成悬浊液，其 他步骤均同实施例1。
[0026]结果分析： 为了对比本发明的制样方法与正压法和背压法制样对较择优取向程度的影响，进而导 致Rietveld定量结果准确性的差异，设置正压法和背压法对照组，将粉状样品分别以上方 法进行制样，置于X射线衍射仪中，检测条件同实施例1，通过Topas软件对XRD图谱进行 Rietveld拟合分析，精修过程中固定仪器参数(如各狭缝设置)和极化因子(LP=26.4)，精修 零位校正因子、背底多项式因子、吸收因子、择优取向因子(二水石膏(010)晶面族）、比例因 子、晶胞参数和晶粒宽化等，得定量结果及图谱，定量结果见表1，XRD图谱见图3-5。
[0027 ]表1待测水泥样品的R i e t ve 1 d精修结果
理想条件下，并无明显择优取向的矿物其P〇(March_Dollase)值为1。通过Rietveld法 对X射线衍射图谱进行拟合分析，当对矿物某一晶面进行择优取向校正后的P〇(March-Dollase)值越小，说明此晶面的择优取向程度越高。从表1中可以看出，按照本发明制样方 法、正压法和背压法进行制样所获XRD图谱进行Rietveld精修后，石膏（010)晶面的P0值分 别为0.80、0.65和0.70;利用单一溶剂制备的样品较本发明复配溶剂的效果差，协同效果明 显。同时结合图3-5分析，在相同的XRD测试条件下，同一样品相对本发明，正压法和背压法 所得XRD图谱中石膏在20=11.6°，d=0.763nm的衍射峰计数值约为16000和8000高于本发明 所测XRD图谱中此位置的计数值卜6000)。综合以上说明本发明所述的粉末衍射制样方法， 可以有效的降低具有择优取向性矿物择优取向程度。从掺入内标样α-Α1 203后的Rietveld定 量结果可以看出，本发明制样后计算石膏的质量分数为10.99%，与真实掺入值的绝对误差 小于1%。而传统制样法所得XRD图谱在相同的精修策略下，Ri etve Id定量结果中计算石膏的 质量分数与真值的误差分别为5%和1.3%。以上定量分析结合精修图谱的R因子，说明本发明 所得XRD图谱经过March-Dollase函数对少量残余的择优取向进行校正后，可以得到更为准 确的具有择优取向性矿物的定量结果。
[0028]以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行 限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术对本发明的技术方案做出 的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1. 一种基于水泥基材料中石膏矿物的XRD定量分析方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)将待测水泥粉磨至4-8μπι制成水泥粉末样品； (2 )称取3 - 6 g水泥粉末样品，加入溶剂，揽摔后制备成悬池液； (3) 将悬浊液倒入自制的样品架中的凹槽处，烘干处理后再次倒入悬浊液，连续操作直 至样品高度距凹槽的顶端〇. 5-1.5mm; 所述样品架是由镂空样品架（l)，Kapton薄膜(2)，载玻片(3)及样品夹(4)组成； (4) 另取水泥粉末样品3-6g，置于200目筛中，过筛处理，使样品颗粒填满整个凹槽，擦 除落入凹槽外的颗粒； (5) 用一块面积大于样品架凹槽的胶带平覆于样品架的上端凹槽处； (6) 拆除样品夹并翻转样品架，小心移除载玻片，制备完成待测样品，利用X射线衍射仪 进行定量分析检测。2. 根据权利要求1所述的XRD定量分析方法，其特征在于，所述粉末样品同溶剂的料液 比为lg: lmL。3. 根据权利要求1或2所述的XRD定量分析方法，其特征在于，所述溶剂为无水乙醇同乙 酸乙酯按照体积比为6:1组成。4. 根据权利要求1所述的XRD定量分析方法，其特征在于，所述Kapton薄膜(2)的一面同 镂空样品架（1)紧密贴合，另一面同载玻片(3)贴合，利用样品夹(4)沿镂空样品架长度方向 将三者固定，打开样品夹的尾柄弹簧钢丝卡即可。5. 根据权利要求1所述的XRD定量分析方法，其特征在于，步骤(3)中，所述烘干处理的 温度为30-40 °C。6. 根据权利要求1所述的XRD定量分析方法，其特征在于，所述定量分析检测的条件为： 电压电流为30-40kV/150-250mA，光阑系统狭缝设定为发散狭缝=1°，防扩散狭缝=1°，接收 狭缝=0.3mm，扫描范围设定为20=5-70°，扫描速度设定为1-3°/min，采集XRD图谱。
【专利摘要】本发明属于检测分析技术领域，具体涉及一种基于水泥基材料中石膏矿物的XRD定量分析方法，该定量分析方法是通过以下步骤实现的：样品粉磨，加入复配的溶剂制备悬浊液，通过自制的样品架进行制样，利用XRD射线衍射仪进行定量分析检测，应用本发明所述的制样方法，可以有效的降低水泥体系样品石膏矿物的择优取向程度，减小X射线衍射图谱强度偏差，获得理想的适于Rietveld精修定量的X射线衍射图谱，较正压法和背压法等制样方法可以得到更为准确的石膏矿物定量结果，本发明提供的制样方法简单，可操作性强。
【IPC分类】G01N23/20, G01N1/28
【公开号】CN105675636
【申请号】CN201610039399
【发明人】赵丕琪, 芦令超, 刘贤萍, 王培铭, 李好新, 于龙, 王守德, 宫晨琛
【申请人】济南大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月21日