水泥

水泥熟料相定量分析方法

发布时间:2023/11/24 15:08:19   
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水泥熟料的物相和相组成直接影响或决定水泥的性能,及时准确确定水泥熟料当中各物相含量,有利于及时对生产进行调整,保证水泥的质量。

传统的水泥物相定量分析方法主要有三种:(1)Bogue法:利用X射线荧光光谱分析的成分,按几种假设物相配分,计算出主要物相的含量。但是存在几个问题:a由于生产过程中存在诸多变化因素,所以水泥熟料当中的物相并非完全理想;b水泥熟料当中含有非晶态相,此方法难以确定非晶态相的含量。(2)利用光学显微镜或者电子显微镜,计数统计熟料的物相晶粒面积以及化学成分,问题是受限于图像分辨率,物相不易判别,特别是细微颗粒以及非晶态物质的分辨。(3)X射线粉末衍射法(XRD)利用各物相主要的衍射峰强度对水泥熟料中的物相进行定量分析。

前两种方法为间接法,XRD法为直接法,能够直接对水泥熟料中的物相进行定量分析,且定量分析的准确度比前两者要高,即XRD法对水泥熟料物相的定量分析要由于前两种方法。但是传统的X射线定量相分析的准确度除了与试样的特性、标样的纯度和可用性以及衍射图谱的质量有关外,各物相衍射线的重叠减少了可用于定量相分析的衍射线数目,测定各物相含量只能选取最强峰,从而限制了测量结果的准确性;此外,初级消光和择优取向对定量分析的准确度影响也比较显著。

Rietveld精修法在X射线衍射图谱分析中的应用,有可能改变这一不足。Rietveld精修法,即Rietveld全谱衍射峰形拟合修正晶体结构法,是由Rietveld于年根据多晶中子衍射数据,用全谱衍射峰形拟合法修正晶体结构时提出的方法,它相当有效地克服了粉末衍射由于衍射峰重叠而引起衍射信息损失的固有缺点。直到年以后Rietveld精修法才开始应用于X射线粉末衍射,主要是因为X射线粉末衍射相较于中子粉末衍射,反应X射线衍射的峰形函数十分复杂,很难获得普遍适用的表达式。年Young归纳了Rietveld法应用于X射线衍射的状况,对属于15种空间群近30种不同的材料,包括无机化合物、有机物、矿物等都成功应用此法进行了精修。Rietveld精修法需要一张高准确度、高分辨率的数字多晶体衍射谱,实际就是以已知的晶体结构模型为基础,利用其各种晶体结构参数、仪器参数和峰形函数来计算多晶体的衍射谱,调整这些结构参数与峰形函数使算得的多晶体衍射谱与实验谱相符合,从而获得结构参数与峰形函数的方法,这一逐渐逼近的过程称为拟合,由于拟合是对整个衍射谱进行的,故称为全谱拟合。

水泥熟料的Rietveld精修XRD谱图

Rietveld精修法应用包括重叠衍射线在内的全部数据,全部衍射线的应用减少了分析结果的不可靠性,同时降低了初级消光效应,择优取向在Rietveld精修法中有可能修正,同时Rietveld精修法的平均作用能在很大程度上减少择优取向、初级消光以及其他系统误差的影响。Rietveld精修法应用在水泥熟料物相的定量分析上,能够进一步提升其准确度和精度。



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