穆斯堡尔谱的应用

穆斯堡尔谱的应用

3.1 区分原子所处环境

四川大学的蒋红军等就采用穆斯堡尔谱对含铁材料中Fe元素所处的环境进行了研究。Fe2N@N-CFBs样品在室温下的穆斯堡尔谱形成了两种不同的分裂谱，表明存在两种位置的Fe元素。两种Fe元素的比例与这两个分裂谱的面积存在一定的关系。通过分峰拟合，作者将它们归为Fe-III和Fe-II两种位置。Fe-III谱的存在是因其周边存在临近的N原子，从而造成了同质异能位移。Fe-II谱的存在表明Fe2N的化学计数比相比理想存在一定的偏移，即是存在ζ-Fe2N1-z。通过峰面积之比，作者计算得到了Z值，从而也确定了材料的成分为Fe2N0.84。

3.2 测量晶态和非晶态

由于穆斯堡尔谱能极为灵敏地反映共振原子核周围化学环境的变化，因此也可以用其来确定固体是否为非晶体。晶态固体的穆斯堡尔谱都有着确定的值，谱线尖锐;非晶体由于穆斯堡尔谱参量是连续变化的，谱线比较宽。

3.3 测定元素的价态

法国Université de Picardie Jules Verne大学的D. Larcher等人就采用穆斯堡尔谱对电极材料放电前后元素价态的变化进行了测定。负极材料LiSbO3在初始的时候Sb的价态全部是五价的。在其放电至0 V后，电极材料只含有46%的五价Sb。这表明有一部分Sb被还原了，但还有一部分Sb并没有被还原。

3.4 研究材料的磁性质

吉林大学的隋郁等人采用穆斯堡尔谱对不同压力下制备的NiFe2O4纳米固体进行了研究。NiFe2O4颗粒的穆斯堡尔谱在常压下表现为弱的磁分裂六线谱与强的超顺磁双线谱的迭加。当颗粒压制成纳米固体后, 随着压力增加，谱线中铁磁性成分越来越强而顺磁性成分越来越弱, 并在六线谱中出现明显的向低场方向的不对称展宽。对于常规的NiFe2O4晶体而言，其金属离子之间存在很强的超交换相互作用，引起原子核磁能级的劈裂，从而使其穆斯堡尔谱表现出磁分裂六线谱。因此，样品谱线中的顺磁谱应是来源于小尺寸效应所引起的超顺磁驰豫。

3.5 研究相成分的转变

南京大学的刘伟等人采用穆斯堡尔谱对Fe在氮化过程中相成分的转变进行了研究。在氮化温度为 300°C-400°C 的样品中，可以找到对应于α-Fe的穆斯堡尔谱，说明在温度低于400°C时，氨气的氮化能力不足，只能氮化部分铁颗粒，当温度从 300°C升至 400°C 时，对应于α-Fe子谱的峰面积比从69.76%下降至 34.65%，表明氮化程度得到了提高。在400°C以后，氮化铁中的γ΄-Fe4N逐渐转化为ε-FexN(2<X<3)。

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