1、材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 -XRD數(shù)據(jù)處理(2)1圖譜的處理數(shù)據(jù)的導(dǎo)入數(shù)據(jù)的平滑本底的測(cè)量與扣除分離K2衍射尋峰相的定性分析相的定量分析2點(diǎn)擊菜單“file patterns ”有如下對(duì)話框數(shù) 據(jù) 的 導(dǎo) 入3“*.txt”格式的模板設(shè)置45點(diǎn)擊菜單“file patterns ”有如下對(duì)話框數(shù) 據(jù) 的 導(dǎo) 入6基本功能操作 File 7基本功能操作 edit 8常用工具欄9基本顯示操作10物相的定性分析人工檢索鑒定計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢索鑒定MDI jade采用的是第三代檢索/匹配程序。原理：將幾個(gè)可能物相的譜相加與實(shí)驗(yàn)譜比較以作出鑒定的方法，可以稱為合成法。試驗(yàn)數(shù)據(jù)要求：是數(shù)字化的、完整的、扣除本底的（

2、包括無(wú)定形相的貢獻(xiàn)）的譜，不需要用平滑來(lái)除去噪聲。該程序?qū)?shù)據(jù)質(zhì)量要求不高，即使衍射峰有嚴(yán)重重疊時(shí)，此法也可使用。11物相定性分析基本原理是基于以下三條原則：任何一種物相都有其特征的衍射譜；任何兩種物相的衍射譜不可能完全相同；多相樣品的衍射峰是各物相的機(jī)械疊加。物相檢索的步驟包括： 給出檢索條件：包括檢索子庫(kù)（有機(jī)還是無(wú)機(jī)、礦物還是金屬等等）、樣品中可能存在的元素等； 計(jì)算機(jī)按照給定的檢索條件進(jìn)行檢索，將最可能存在的前100種物相列出一個(gè)表； 從列表中檢定出一定存在的物相。 12物相定性分析一般來(lái)說(shuō)，判斷一個(gè)相是否存在有三個(gè)條件：標(biāo)準(zhǔn)卡片中的峰位與測(cè)量峰的峰位是否匹配標(biāo)準(zhǔn)卡片的峰強(qiáng)比與樣品峰的

3、峰強(qiáng)比要大致相同檢索出來(lái)的物相包含的元素在樣品中必須存在 對(duì)于無(wú)機(jī)材料和粘土礦物，一般參考“特征峰”來(lái)確定物相，而不要求全部峰的對(duì)應(yīng)，因?yàn)橐环N粘土礦物中可能包含的元素也可能不同。 13數(shù)據(jù)庫(kù)、機(jī)構(gòu) 進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢索/鑒定需要相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)與之配套。目前國(guó)際上有名的機(jī)構(gòu)有如下：國(guó)際結(jié)晶學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUCr）粉末衍射專業(yè)委員會(huì)（CPD）國(guó)際衍射數(shù)據(jù)中心（ICCD）*國(guó)際X射線分析學(xué)會(huì)（IXAS）劍橋晶體學(xué)數(shù)據(jù)中心（CCDC）無(wú)機(jī)化合物晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)（ISCD）蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)銀行（PDB）晶體學(xué)公開數(shù)據(jù)庫(kù)（COD）14MDI jade 的可用數(shù)據(jù)庫(kù)一般通常所用的為ICCD提供的電子版的粉末衍射數(shù)據(jù)集（PD

4、F）PDF1PDF2*PDF3PDF4 *最新的15擊菜單“PDF setup”有如下對(duì)話框MDI jade 中導(dǎo)入PDF216本底的測(cè)定與扣除本底：非隨機(jī)高頻振蕩就稱為本底。如非晶體材料散射，狹縫、樣品及空氣的散射等都可造成本底。第一類：由樣品產(chǎn)生的熒光、非相干散射、空氣和狹縫的散射、探測(cè)器的噪聲等造成的，在2范圍內(nèi)呈平滑變化。第二類：是熱漫散射，這是由晶體中的原子振動(dòng)造成的，他使布拉格散射減弱，轉(zhuǎn)變?yōu)楸镜?。也隨2呈平滑變化。第三類：由樣品中所含的非晶成分造成的。本底的測(cè)量： Sonneveld和Visser法。 Brkner法（適用于估計(jì)含有較多非晶物質(zhì)樣品本底的方法）17MDI jade

5、 中本底的測(cè)量與扣除18K2 衍射的分離 K1和K 2的波長(zhǎng)是不同的，在樣品上，他們各自會(huì)產(chǎn)生一套衍射譜，實(shí)際得到的譜是這兩套譜的疊加。 K1和 K2相差是不大的，如對(duì)于Cu靶， K10.154051nm， K20.154433nm。對(duì)于同一個(gè)樣品，在低角，他們產(chǎn)生的衍射峰的布拉格角（2 1，2 2）是很近的，衍射峰分布開，幾乎是完全重疊的。隨著角的增加， 2 1和2 2的差別逐漸增加，兩個(gè)衍射峰逐漸分開，不完全重疊，使總的衍射峰加寬，變的不對(duì)稱。在高角，兩個(gè)衍射峰分開了（部分重疊）， 角相當(dāng)大時(shí)，兩個(gè)衍射峰可以完全分開。19K1和K 2 衍射分離的方法Rachinger替代圖解法（R法） 以

6、幾個(gè)假設(shè)為基礎(chǔ)，不太嚴(yán)格，但簡(jiǎn)單便于手工操作，流行較廣Rachinger法的改進(jìn)傅立葉變換法20數(shù)據(jù)的平滑噪聲：X射線光源的發(fā)射波動(dòng)，空氣散射，電子電路中的電子噪聲等這些隨機(jī)的波動(dòng)，一般表現(xiàn)為幅度不大的隨機(jī)高頻振蕩，這些信號(hào)通稱為噪聲。平滑：主要用來(lái)排除各種隨機(jī)波動(dòng)（噪聲）方法：Savitzky-Golay 法（S-G法)。此法等于用多項(xiàng)式對(duì)一段數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行最小二乘方擬合。被處理的數(shù)字譜必須是等間隔采集的，而且是連續(xù)的。21MDI jade 中數(shù)據(jù)的平滑22Jade中物相檢索的步驟第一輪檢索：大海撈針 23Jade中物相檢索的步驟第二輪檢索：限定條件的檢索 24第三輪：?jiǎn)畏逅阉魑锵鄼z索結(jié)果的輸出

7、 2526Tips以上的設(shè)置應(yīng)根據(jù)具體情況的不同而加以改變，一般應(yīng)先大范圍的搜索，然后在逐步的縮小搜索范圍，直到找到你滿意的結(jié)果。應(yīng)當(dāng)指出，正確地全面地檢索物相不但需要熟練地掌握J(rèn)ade物相檢索的方法和技巧，而且，更重要的是需要研究課題方面的專業(yè)知識(shí)。除此以外，還要不厭其煩地反復(fù)嘗試各種可能。在物相檢索不能完成時(shí)，不應(yīng)當(dāng)責(zé)怪軟件的無(wú)能，應(yīng)當(dāng)先去查閱相關(guān)的文獻(xiàn)。另外，雖然PDF卡片每年都有更新，目前已超過(guò)140000張卡片，但并不是每個(gè)物相都一定能從卡片庫(kù)中找到。這時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮是否有新的物相產(chǎn)生，或者是檢索中存在錯(cuò)誤的確認(rèn)。 27卡片查找 輸入卡片號(hào) 2829峰位及峰形參數(shù)的測(cè)定 二次求導(dǎo)法二次導(dǎo)數(shù)法求峰位、峰寬和峰高最小二乘權(quán)重?cái)?shù)組求導(dǎo)法曲線擬合法30MDI jade 尋峰31MDI jade中峰形修正32晶粒尺寸和應(yīng)變分析晶體無(wú)應(yīng)變時(shí)的晶粒尺寸：K：晶體形狀因素：入射波長(zhǎng)：布拉格角D：去卷積參數(shù)FW（I）：儀器加寬值33如果樣品中存在晶格應(yīng)變，晶粒尺寸：S