基于Rietveld方法的脱硫石膏晶须生长机理研究

为了阐释水热环境下的脱硫石膏晶须(Calcium Sulfate Whisker,HH-CSWs)的生长机理,以提高脱硫石膏(Flue Gas Desulfurization,FGD)的高附加值利用,在120℃的硫酸溶液中,保温时间为60 min的水热条件下合成了大长径比半水硫酸钙晶须。通过Rietveld方法拟合精修了HH-CSW样品及脱硫石膏的XRD曲线。根据Rietveld拟合结果,建立了HH-CSW样品及脱硫石膏的结构模型。晶体结构模型对比分析结果表明,脱硫石膏与HH-CSW晶须的晶体结构存在着明显区别:一是在脱硫石膏结构中有六个Ca-O-S键和两个Ca-O-H键,在HH-CSW结构中有八个Ca-O-S键;二是脱硫石膏结构中有两个H_(2)O通道(分别沿c轴和a轴方向),而HH-CSW结构中只有一个H_(2)O通道。据此可以推断脱硫石膏水热制备HH-CSW的形成机理是脱硫石膏结构中两个Ca-O-H键断裂释放H_(2)O,并与S结合形成两个新的Ca-O-S键,沿c轴释放H_(2)O分子从而失去部分结晶水形成了HH-CSW,为制备大长径比脱硫石膏晶须提供理论依据。

铁尾矿粉基CLSM的制备及水化产物的Rietveld结构精修

为促进铁尾矿粉的资源化利用,以氢氧化钠为激发剂,通过化学活化铁尾矿粉(ITP)、粉煤灰(FA)、矿粉(GGBS)制备全固废可控低强度材料(Controlled low strength material, CLSM),通过研究不同配比样品的工作性能、力学性能,并运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析CLSM试件的水化机理及微观结构。研究结果表明:体系中主要水化产物为C-S-H/C-A-S-H凝胶、钙矾石等。钙矾石等晶体穿插包裹于凝胶物质之间,填充桥接形成三维空间骨架密实组合结构,为试样提供强度。(CaO+Al_(2)O_(3))/SiO_(2)的物质的量比与(UCS_(28d)/UCS_(7d))近似呈线性关系,高铁尾矿粉掺量促进CLSM早期强度发展。当铁尾矿粉、粉煤灰、矿粉的质量比为6∶3∶1时,CLSM样品综合性能良好。最后利用Rietveld全谱拟合法对水化产物中晶体进行了定量分析。研究结果可为铁尾矿粉基固废在可控低强度材料领域的资源化利用提供科学依据。

基于XRD-Rietveld全谱拟合技术定量分析花岗岩风化壳中矿物组成

XRD-Rietveld全谱拟合方法突破了传统XRD定量分析的众多技术局限,在解决复杂多相混合物的定量问题方面具有显著优势。将XRD-Rietveld全谱拟合方法引入风化壳矿物学研究,有助于解决长期以来地学界对风化壳中矿物组分缺乏准确定量认知的技术瓶颈。在制定专门针对风化样品的全谱拟合精修策略基础上,以广西玉林大容山地区的花岗岩风化壳为研究对象,对发育在两组不同岩性之上的风化剖面(剖面A和剖面B)进行了对比研究。结果表明,风化剖面A(母岩为粗粒黑云母花岗岩)的矿物组合及含量变化范围为:高岭石(6.05%~44.67%)+伊利石(15.85%~49.59%)+石英(29.72%~46.15%)+钾长石(12.04%~22.85%)+斜长石(24.33%~32.70%);风化剖面B(母岩为细粒黑云母花岗岩)的矿物组合及含量变化范围为:高岭石(3.12%~11.47%)+伊利石(13.95%~31.94%)+石英(26.60%~58.05%)+钾长石(13.70%~43.47%)+斜长石(17.95%~23.47%)。两组剖面的全谱拟合修正因子Rwp值<15且gof值<5,计算谱与原始谱拟合效果好,指示矿物定量数据可靠,且能与地质规律较好匹配。在地质意义上,本研究通过母岩原生矿物与次生矿物的含量同步变化,深入揭示了研究区内花岗岩的化学风化过程,厘定了长石类矿物在亚热带气候环境下所经历的长石→伊利石→高岭石演变序列。基于剖面A与剖面B中粘土矿物总量和矿物构成出现显著差异,研究认为在研究区内粗粒黑云母花岗岩比细粒黑云母花岗岩更易遭受强烈的化学风化作用。

关于MgF_2氧化问题的Rietveld全谱拟合研究

用Rietveld全谱拟合方法研究了MgF2 在大气中随着温度的升高转变为MgO的过程 ,确定了其转变条件、精化了转变前后的相关参数。结果表明 :纯MgF2 在大气中于 80 0℃左右开始向MgO转变 ,Ag加MgF2 与单纯MgF2 在促成MgO的生成方面无异 ,MgF2 在 70 0℃左右存在一个异常膨胀区 ,MgF2

Rietveld全谱拟合方法在二次镍渣微晶玻璃中的应用

利用金川提铁后的二次镍渣经过调质,在一定的热处理制度下能够制备成性能优异、主晶相为普通辉石的矿渣微晶玻璃。通过场发射电子显微镜（FE-SEM）发现,二次镍渣微晶玻璃晶体大小为200-300 nm;透射电子显微镜（TEM）与X射线衍射（XRD）等手段进一步证明该晶体是由30-40 nm更微小的晶粒团聚而成的。通过XRD步进扫描能够精确的测定微晶玻璃的结晶度、点阵常数等参数。

Rietveld 全谱拟合方法对磷酸镁水泥水化产物的定量分析研究

在 X 射线衍射定性分析的基础上，结合 Rietveld 全谱拟合方法对不同龄期磷酸镁水泥样品的水化产物晶相含量进行了定量研究。结果表明，龄期为10 min、1 h 及1 d 的磷酸镁水泥样品中水化产物 MgKPO4·6H2 O 的相对含量分别为12.39%、15.77%和18.38%，拟合的 Rwp因子为9.73%-12.8%，说明该方法能准确、直观、快速的确定不同龄期样品中各晶相的组成及相对含量，并获得各相的相关晶体学结构参数，同时结合相关理论对磷酸镁水泥的水化及性能作出客观分析，为加深对水泥材料的认识提供了一种可行的研究方法。

XRD-Rietveld全谱拟合法应用于土壤样品物相定量的准确性检验:模拟实验与方法对比

XRD-Rietveld全谱拟合法(简称Rietveld法)是一种在材料学领域被广泛应用于解决复杂多相混合物体系物相定量问题的先进技术方法。将该物相定量方法跨学科引入地学,理论上有助于提高地学样品矿物物相分析的精确度。然而,在该技术方法的实际应用中,当前有两个基础问题需要解决,一是Rietveld技术方法对地学样品的适用性有待检验,二是分析结果的可靠性还缺乏实验评价依据。针对这两个问题,本研究基于自然界土壤中常见的矿物组合特征,配置了三组已知矿物成分含量的土壤模拟样品(石英+赤铁矿1∶1二相混合土壤模拟样;石英+高岭石1∶1二相混合土壤模拟样;石英+高岭石+蒙脱石1∶1∶1三相混合土壤模拟样),并以这些样品为例,开展了Rietveld法物相定量分析与计算。分析表明,利用Rietveld法,能获得土壤模拟样品良好的XRD拟合谱线,拟合谱(ycalc)与测试谱(yobs)匹配度高,拟合值(Rwp<15%)、拟合期望(Rexp<15%)和拟合优度(gof<5)等参数指标均符合矿物物相定量计算要求。三组土壤模拟样品的Rietveld矿物物相计算值与真实值的误差仅为0.63%, 1.46%和1.03%,指示该方法对土壤模拟样品的矿物物相定量结果能有效逼近真实成分比例,且显著优于传统的内标法分析结果。

Zn_(0.85)Co_(0.15)O粉体Rietveld全谱拟合表征

通过Rietveld全谱拟合对采用陶瓷烧结法制备的zn0.85 Co0.15O粉体的结构参数和非结构参数进行了精修,即快又准。得到了zn0.85 Co0.15O的精确峰位、d值、晶格常数、密度和原子位置等结构信息。

Rietveld方法中高角数据截断对结果的影响

Rietveld方法是研究晶体结构和微结构的有效方法，但不同的数据处理将直接影响Riotveld方法所给出的结果．该文研究了数据处理中高角数据截取对Rietveld方法结果的影响不同的结构参数对高角数据截取有不同的灵敏度，一般的结构参数在常规衍射角范围就能取得较好的结果，但对轻原子体系和晶胞参数的准确确定，需要在计算中引入一定的高角衍射数据．在参数修正时，可信度因子的值随高角数据的增多而缓慢变化，且对背景参数的改变较为敏感。以至其值的大小不能准确反映晶体结构和微结构模型的有效性．

粉煤灰中玻璃体含量测试方法的研究进展

粉煤灰是一种硅铝质材料,具有火山灰活性,而粉煤灰玻璃体是粉煤灰活性的主要来源,其含量是影响粉煤灰活性的主要因素。综述粉煤灰玻璃体结构和玻璃体含量的测试方法,结果表明,粉煤灰玻璃体结构主要为低钙粉煤灰中含较低网络改性剂(CaO+MgO+Na_(2)O+K_(2)O≈8%)的Ⅰ型铝硅酸盐玻璃体,及高钙粉煤灰中含较高网络改性剂(CaO+MgO+Na_(2)O+K_(2)O≈27%)的Ⅱ型铝硅酸钙玻璃体;玻璃体含量的测定方法主要有X射线衍射分析(XRD)结晶度计算法、XRD的Rietveld图谱拟合法、酸溶解法、碱溶解法等。最后对主要的测试方法作比较分析,旨为粉煤灰的资源综合利用提供借鉴和参考。

TiO_2粉末多晶X射线衍射Rietveld全谱拟合定量相分析

采用Rietveld全谱拟合的方法对TiO2粉末中锐钛矿和金红石进行定量分析,通过标准样品数据和计算结果进行比较,对该方法的准确性、重复性以及普适性分析,计算结果与标准样品数据符合良好。该方法具有快速准确、成本低、可重复的特点,在高纯度矿物产品工业中将具有广阔的应用前景。

Rietveld全图拟合法定量分析伊利石矿的精确度及误差来源

伊利石是一种重要的矿产资源,准确获得矿石中矿物组成和含量具有重要的理论和实际意义。Rietveld全图拟合法采用整个衍射图进行分析,具有较高的准确度。然而由于缺少纯的伊利石样品,目前对于该方法在分析伊利石矿样的精确度和误差来源尚不清楚。本文采用Rietveld全图拟合法对人工配制和天然的伊利石典型矿样进行了分析和计算,并与X射线荧光光谱(XRF)分析结果进行了对比,探讨了该方法的精确度及产生误差的因素。结果表明:人工配制的伊利石-石英二元混合物绝对误差范围为-0.9%~0.9%;伊利石-石英-钠长石三元混合物绝对误差范围为-1.9%~1.6%;伊利石-石英-钠长石-方解石-高岭石多元混合物绝对误差范围-2.3%~1.6%。天然伊利石矿样的Rietveld定量结果与XRF分析结果具有很好的一致性。表明该方法在分析伊利石矿样中具有较高的精确度,误差来源主要受伊利石结构模型、各物相中原子热振动参数U;取值合理性,以及择优取向等因素的影响。因此,在实际分析伊利石矿样时,建议根据实际情况选择合理的矿物结构模型,原子热振动U;取值应参考文献进行合理设定,制备试样应尽量减弱择优取向。

Rietveld全谱拟合表征掺杂ZnO陶瓷

通过Ｒｉｅｔｖｅｌｄ全谱拟合对掺杂多物相ＺｎＯ陶瓷的物相定量组成，所含尖晶石相的化学配比、晶粒大小和残余应力等结构参数同时进行了表征，既快又准．研究结果表明，掺杂ＺｎＯ陶瓷以保持原晶格常数和没有其它元素掺杂的较大颗粒的ＺｎＯ相为主体，高分散的Ｂｉ２Ｏ３相与尖晶石相晶粒分散于ＺｎＯ晶粒间．尖晶石相的元素组成随原料的掺杂组分配比不同而不同，利用全谱拟合精修确定了它们的元素组成．

铜冶炼炉渣的X射线衍射Rietveld全谱图拟合物相定量分析

为了回收铜冶炼闪速熔炼炉渣和闪速吹炼炉渣中铜,首先利用X射线荧光光谱仪(XRF)对样品中的元素进行了分析,再利用X射线衍射仪(XRD)测定了闪速熔炼炉渣和闪速吹炼炉渣的物相组成,最后采用Rietveld全谱图拟合法分析出各个物相的含量。闪速熔炼炉渣的主要物相为Fe_2SiO_4和Fe_3O_4,其质量分数分别为75.04%和24.96%。闪速吹炼炉渣的主要物相为ZnFe_2O_4、Ca_4Fe_9O_(17)、Ca_2Fe_2O_5、CuFeO_2、Cu_2O、Cu和PbO,其质量分数分别为45.06%、10.01%、10.29%、6.29%、17.74%、9.12%和1.47%,闪速吹炼炉渣的主要物相与常规转炉吹炼炉渣的主要物相不同。在闪速熔炼炉渣样品和闪速吹炼炉渣样品中加入一定量的Al_2O_3,Rietveld全谱图拟合法分析出样品中Al_2O_3的质量分数与实际值一致,可见上述物相定量分析结果是准确的。研究结果能为闪速熔炼炉渣和闪速吹炼炉渣的回收利用提供基础数据。

Rietveld全谱拟合在水雾化FeNi30触媒粉末物相分析及氧含量测定中的应用

在不同工艺条件下通过高压水雾化方法制备金刚石合成用FeNi30触媒粉末。利用X射线衍射分析及Rietveld全谱拟合对触媒合金粉末中的物相进行定性与定量分析,以Rietveld全谱拟合的氧化物含量来计算总的氧含量,并与氧分析仪测试结果进行对比。结果表明,水雾化FeNi30触媒合金粉末中的氧化物主要以Fe3O4与FeO的形式存在,以Rietveld全谱拟合的氧化物含量计算出的总氧含量与定氧仪的测试结果吻合较好,相对误差在300×10-6以下,可作为1种快速测定FeNi30触媒合金粉末中有效成分与氧含量的方法。

铝灰检测技术研究进展

铝灰已被列入国家危险废物名录,属于HW48有色金属采选与冶炼废物,需按照危险废物管理的相关规定进行处置。不同来源(铝冶炼、铝加工、废铝回收)的铝灰性能、成分差别很大,检测方法无法统一,需要根据样品情况研究确定。为此,很多学者利用X射线荧光光谱法半定量、湿法化学分析、电感耦合等离子体-原子发射光谱法、原子吸收光谱法、X射线衍射法物相定性等测试方法做了大量的研究工作,发表了各自的研究成果,也起草了几个行业标准。但一些论文、标准考虑不够全面,提出的测试方法有待商榷。为了使从事铝灰处置的技术人员更加全面地了解铝灰成分的测试方法,系统分析这些方法的优点及存在的不足,同时提出通过Rietveld全谱拟合对铝灰进行定量分析的方法,为原铝灰、无害化处理后铝灰的分析检测提供了一种新的思路。

XRD-Rietveld全谱拟合法定量土壤矿物可行性研究——以四川盆地常见紫色土为例

土壤的固体骨骼是复杂的晶质-非晶质矿物的多相混合物,其矿物组成与准确定量直接影响土壤的性质、结构及肥力水平的评价,常规基于峰位-强度(d-I/I0)的X射线外标法受限于参比强度值的多选而不能准确的反应矿物真实含量,无定标Rietveld全谱拟合法在定量复杂组成的自然界土壤矿物上依然存在准确性验证的问题。针对上述问题,根据土壤中常见的矿物类型和大致含量,选取结晶良好的高纯单矿物配置4组3~6相固定比例的土壤模拟样品(石英+赤铁矿+高岭石;石英+赤铁矿+高岭石+伊利石;石英+赤铁矿+高岭石+伊利石+方解石;石英+赤铁矿+高岭石+伊利石+方解石+碱性长石),并对K值法、RIR值法和Rietveld全谱拟合法3种方法定量结果进行讨论,选择四川盆地分布广泛的紫色土开展Rietveld全谱拟合法及非晶质成分定量的实际应用。结果表明,4组土壤模拟样品Rietveld法定量结果(绝对偏差范围0.8%~4.8%,均值2.7%)与K值法定量结果(0.6%~8.8%,均值3.1%)显著优于RIR值法定量结果(绝对偏差范围1%~28%,均值11.2%),对于低含量的黏土矿物,Rietveld全谱拟合法(绝对误差范围1.8~3.8,均值2.3)比K值法(绝对误差范围1.4~5.5,均值3.0)反应更加灵敏。紫色土样品Rietveld全谱拟合法定量后换算的元素分布曲线与化学分析(XRF)结果分布曲线相关程度高,其相关性达到99.78%,表明全谱拟合法定量结果能较为真实的反映样品信息。无定标的XRD-Rietveld全谱拟合法定量方法规避了常规分析手段带来的分析误差,能有效的提高定量结果的精度,具有广阔的应用前景。

天然膨润土中蒙脱石丰度的定量方法研究

基于膨润土中蒙脱石的基本结构单元在X射线衍射空间的相干散射的分布和总量是一不变量,同一膨润土矿中单位质量蒙脱石的阳离子交换容量和层电荷密度专一性的特点,本研究提出了阳离子交换容量/层电荷密度、阳离子交换容量和X射线衍射多相Rietveld分析三种蒙脱石丰度的定量方法,并测定了我国不同产地、矿物组成和物化性质各异的10种天然膨润土中蒙脱石丰度,分析了可能的干扰因素。结果表明,三种方法测得的蒙脱石丰度值在3%范围内吻合良好,且具有一致的自相关性。

多孔氧化铝模板电化学沉积铁纳米线结构及磁性能

以硫酸溶液为电解质,采用两步电化学阳极氧化法制备了氧化铝有序多孔膜,孔径为20nm,孔间距为50nm左右,孔洞密度为4.5×1010个/cm2.以此多孔膜为模板,脉冲电压电化学沉积制备金属Fe纳米线阵列,单根纳米线直径为20nm,Rietveld拟合表明纳米线择优取向为Fe(110)晶面,择优取向因子为0.30.磁滞回线结果表明,垂直于膜面的方向为易磁化方向,当磁场垂直于膜面时,矩形比高达0.914,矫顽力为1656Oe。

模拟铀在钙钛矿中的晶格固化研究

以分析纯CaCO3、TiO2和CeO2为原料,铈作为铀的模拟元素,通过高温固相反应,在1300℃下保温2 h合成了不同Ce掺量的钙钛矿固化体。采用XRD对固化体进行物相分析,同时使用Rietveld全谱拟合方法对其晶体结构进行研究,并用SEM和EDS对固化体的微观结构与成分进行了表征。结果表明,固化体中Ce核素只进入钙钛矿晶格形成固溶体,其中钙钛矿对Ce核素的包容量低于23.21wt%,约为0.2～0.25个结构单位;Ce核素掺入后导致钙钛矿晶体结构发生畸变,晶胞参数a、c和晶胞体积V随Ce核素含量的增加而增大,固化体整体上仍保持稳定的钙钛矿晶体结构;SEM分析显示Ce核素的掺入促进了固化体晶粒的长大,且晶粒之间紧密堆积,使得其密度增大、气孔率降低;EDS分析表明A2和A4样品Ce核素的统计平均包容量分别为11.19wt%和19.84wt%,验证了XRD与Rietveld结构精修的分析结果。