XRD精修教程
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图文并茂!教你搞定xrd标准图谱和精修图谱!在XRD的数据处理中我们经常会遇到竖线图的画法,这篇推文向大家讲解这个简单实用的画法。
由于原始数据图因人而异,故此文讲解只讲解具体的标准曲线画法。
XRD标准图谱的画法1.1 以0为基点做出标准卡片Step1:找到匹配的标准卡片,确定峰位和强度:复制粘贴或者手动输入到originStep2:复制粘贴或者手动输入到originStep3:作图plot—symbol—scatter操作后会出现如下图形:Step4:双击黑点,进行设置,Size—0,其余不用改变。
Step5:接下来,drop line—选中vertical,如有需要可以自己更改线性和粗细,apply以后就是你想要的标准图谱啦。
1.2 可以设置任何位置为基点,做出标准卡片竖线,此时的做法相对更为实用Step1:假设基线下移200,以-200为基线。
在标准卡片中间加一列,全部为-200,接着标准卡片的数值全部加上-200。
Step2:数据搞定,下面开始作图。
Plot—column/bar—floating column最后,效果如下:Step3:双击图进行设置这个图里,你可以更改线的颜色和粗细:Step4:下面各个图最关键,就是你一定要把那个数值改为100,这样出来的才是线。
Apply—ok,搞定。
做出的图结果如下:现在就变成以-200为基底了,这样就可以随便更改基线啦,也可以任意调整标准卡片在XRD实验数据的位置。
不过通常是xrd数据在上面,标准卡片在下面在下面,以负数为基地的居多。
如果下移的还不够,就把基线再设低点。
XRD精修后图谱,Bragg竖线的画法Step1:导入精修后的数据,做过精修后,都会产生一个prf文件,用origin直接导入Step2: 导入后数据如下,A列是你的角度,B是obs,C是calc,D是obs-calc,E是背景可以删除,F是Bragg position,G全部为零要保留,后面的晶面指数全部删除。
xrd精修原子占位方法XRD精修原子占位方法引言:X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)是一种广泛应用于材料科学领域的表征方法,它通过测量材料中X射线的衍射模式来确定晶体结构和原子排列方式。
XRD精修原子占位方法是在XRD技术的基础上发展起来的一种手段,用于精确确定晶体中原子的占位信息。
本文将重点介绍XRD精修原子占位方法的原理和应用。
一、XRD精修原子占位方法的原理XRD精修原子占位方法是基于XRD技术的,它利用X射线的衍射模式来推断晶体结构和原子排列方式。
在XRD实验中,通过测量样品中入射X射线的衍射角度和衍射强度,可以得到一幅XRD图谱。
XRD图谱中的衍射峰的位置和强度反映了晶体结构和原子排列的信息。
XRD精修原子占位方法通过比对实验测得的XRD图谱和理论计算得到的XRD图谱,来确定晶体中原子的占位信息。
理论计算得到的XRD图谱是根据晶体结构和原子排列的信息通过数学模型计算得到的。
通过对比实验和理论计算的XRD图谱,可以发现实验和计算之间的差异,从而推断出晶体中原子的占位情况。
二、XRD精修原子占位方法的应用1. 确定晶体结构:XRD精修原子占位方法可以用于确定晶体的结构信息,包括晶胞参数、晶胞空间群和晶体中原子的排列方式。
通过分析XRD图谱,可以对晶体的结构进行定量描述,为材料科学研究提供重要的结构信息。
2. 研究材料性质:XRD精修原子占位方法可以用于研究材料的物理性质。
通过确定晶体中原子的占位信息,可以进一步推断材料的电子结构、磁性、光学性质等。
这对于材料的设计和应用具有重要意义。
3. 分析晶体缺陷:XRD精修原子占位方法可以用于分析晶体中的缺陷情况。
晶体中的缺陷会导致XRD图谱的变化,通过比对实验和计算得到的XRD图谱,可以确定晶体中的缺陷类型和数量,为材料的缺陷工程提供指导。
4. 研究晶体生长机理:XRD精修原子占位方法可以用于研究晶体的生长机理。
通过分析晶体生长过程中XRD图谱的变化,可以推断晶体生长过程中原子的占位方式和生长机理,为晶体生长的控制和优化提供理论依据。
XRD精修干货和三元材料的XRD精修实例以下正文:在XRD精修之前,一定要搞懂的8个基本问题?1、Jade有哪两种精修模式?各有什么特点和应用?2、Jade的精修模块用什么评价精修的好坏?3、如何读入晶体结构模型?如何精修晶体结构?4、如何做约束?5、对于微量相有什么处理方法?6、对于非晶相有什么处理方法?7、做晶粒尺寸计算前要有什么准备?8、做晶胞参数精修前要做什么准备?1 Jade有两种精修模式:结构精修和全图拟合。
结构精修:以物相的晶体结构为模型进行精修,是一个标准的Rietveld精修程序。
可以用于计算晶胞参数,物相定量和微结构。
而且可以修正晶体结构。
全图拟合:以PDF卡片(衍射峰位置和衍射峰相对强度)为模型进行精修,它仅是一个全图拟合程序。
可以用于计算晶胞参数,物相定量和微结构。
Jade 特色操作界面操作步骤示例例:对有一个Mn-O样品,进行Rietveld精修样品中加入30%内标物质Si。
Si在这里有两个作用:作为晶胞参数精修的标样,校正仪器的测量误差。
作为多相定量的内标,计算各个相的含量。
具体步骤如下:1 物相检索,确定晶体结构模型模型选择为PDF卡片,称为“非结构相”,模型选择为晶体结构(Cif文件),称为“结构相”。
Jade通过选择“计算卡片”来读入“结构相”模型。
2 进入精修窗口选择“Options | WPF Refine”命令,进入全谱拟合窗口。
图中显示4个物相被引入。
3固定内标参数,输出参数初始值Si作为内标物质,首先就要固定住它的晶胞参数LC不被改变,同时设置作为定量分析的内标,输入其掺入量为30%。
4计算理论谱,建立初始模型根据引入的晶体结构计算出一个“计算谱”,同时显示计算谱和实测谱之间的差异(方差)图中白色的谱图为实测谱,红色的谱图为计算谱,在窗口的上端显示两者的差异R。
5“全局参数”精修全局参数包括:背景线(BG),样品位移(SD),仪器零点(Z0)等,分别在这些项目前的勾选框中加入对号,并按下“Refine”按钮,即逐步加入新的精修参数,逐步精修。
xrd精修晶格常数步骤
X射线衍射(XRD)精修晶格常数通常包括以下步骤:
1. 数据收集:使用X射线衍射仪收集待测样品的衍射数据。
这些数据通常是在不同的角度和衍射强度下测量的。
2. 数据处理:使用数据处理软件对收集到的数据进行初步处理。
这包括背景扣除、峰位校正、峰强度修正等。
3. 晶胞参数确定:根据衍射图案中的峰位置确定晶胞参数。
这可以通过对峰位置进行分析,并与已知的标准样品进行比较来实现。
4. 晶格常数计算:根据确定的晶胞参数计算样品的晶格常数。
这可以使用晶胞参数之间的关系来计算。
5. 精修晶格常数:通过计算得到的晶格常数与已有的数据进行比较,进行修正,直至得到最准确的晶格常数。
需要注意的是,XRD精修晶格常数的步骤可能因实验条件和
样品性质的不同而有所差异。
尤其是在处理样品表面或材料微观结构存在缺陷的情况下,可能需要更加细致和复杂的处理过程。
XRD基本问题对称性或不对称性。
这五个基本要素都具有其自身的物理学意义。
衍射峰位置是衍射面网间距的反映(即Bragg定理);最大衍射强度是物相自身衍射能力强弱的衡量指标及在混合物当中百分含量的函数(Moore and Reynolds,1989);半高宽及形态是晶体大小与应变的函数(Stokes and Wilson,1944);衍射峰的对称性是光源聚敛性(Alexander,1948)、样品吸收性(Robert and Johnson,1995)、仪器机戒装置等因素及其他衍射峰或物相存在的函数(Moore and Reynolds,1989;Ste任何一个衍射峰都是由五个基本要素组成的,即衍射峰的位置,最大衍射强度,半高宽,形态及rn et al.,1991)。
2现有一张XRD图谱,其中的每一条衍射峰的位置(即衍射角度)都与标准图谱完全吻合,但峰的强度不一样,这是什么现象,能说明什么问题?XRD谱图峰位置与标准谱图完全吻合,但峰的强度不一样,这是很正常的。
你得注意:其相对强度大小是不是一样的。
XRD测试是一个半定量的仪器,某种组分的衍射峰强度跟其在物质中的含量有关,含量越大,峰强度越强。
但是它的一个晶面跟该成分另外一个晶面的衍射峰强度的相对比之应该是一定的。
这样才能说是某种成分存在,否则,即使峰位置吻合,也不能肯定是该物种!3,JADE 5.0的应用,No2 数据的输入Jade软件可以直接读取Rigaku、Bruker、Philips、Scintag等很多衍射仪的原始数据。
打开File\patterns,将出现如附件中所示画面,先(I)找到你文件位置,从(III)的下拉框中选择你的数据格式,按(II)选择。
很多仪器输出文件的格式都是*.raw,实际上都是不一样的,但格式选错了也没关系,软件会给你自动转到合适的格式中去的。
高级一点的:有一些数据格式在(III)的下拉框中没有,比如最常见的txt,xy等,此时你可以自己动手设置,在以上的数据输入面板中,点击工具栏上的“import",进入格式设置画面,如附件所示,a区为注释区,b区为数据格式区,对于最简单的一列角度,一列强度的数据格式,a区不用填写,b区在”angle column“前打上勾,数据从第1行开始读,每行1列数据,强度数据从第8行开始(角度不算),角度从1至6列,所得数据格式即为附件中所示的数据格式。
X射线衍射(XRD)是一种用于研究物质晶体结构的技术。
在XRD分析中,衍射图谱的峰可以用来确定晶格参数,如晶格常数、晶面间距等。
舍勒方程(Scherrer equation)是用于计算晶粒大小的一种公式。
它基于衍射峰的宽度来估计晶粒的大小。
通过测量衍射峰的半高宽(FWHM)并使用舍勒方程,可以估算出晶粒的平均尺寸。
舍勒方程的一般形式为:
D = kλ / (βcosθ)
其中:D 是晶粒的平均尺寸,k 是一个常数(通常取0.89),λ是X射线的波长,β是衍射峰的半高宽(以弧度为单位),θ是衍射角。
通过测量衍射峰的半高宽和已知的X射线波长,可以使用舍勒方程来计算晶粒的平均尺寸。
这对于材料科学、地质学和陶瓷等领域的研究非常有用,因为它可以帮助了解材料的微观结构和晶体生长情况。
XRD精修教程
By Maolin Xiang
本教程以FeCr2O4样品的XRD数据为例。
将FeCr2O4XRD数据的txt文件打开,删除前面的样品信息,只保留衍射角度和对应峰值,并在数据home位置加上数据行数,保存。
如图一、二所示。
图一样品原始数据
图二数据更改后
图二中,第一行为样品名称,可不写。
第二行为数据行数,如本样品从10度测量至90度,每隔0.02度采集一个数据点,故共有(90-10)/0.02+1=4001行。
4001与下面衍射数据之间不能有空格回车,否则,PowderX打开为乱码。
打开(PowderX)软件,然后选择文件打开刚刚保存的FeCr2O4.txt文件。
如图三、四所示。
图三PowderX软件界面
图四PowderX导入文件界面,文件类型选择All Files(*.*).
在图四中选择需要导入的FeCr2O4.TXT文件,得到如图五所示结果。
图五PowderX打开FeCr2O4的衍射图样
在软件界面选择文件,另存为FullProf(.dat)文件,如图六、七所示。
图六PowderX文件另存为
图七
然后将文件保存到相同盘符路径。
修改系统日期至2008年5月,因为本人电脑上所装软件为
2008年版本。
若FindIt软件版本较高,则不需更改系统时间。
点击
打开软件,界面如图八所示。
图八FindIt软件界面
选择Type中的第二项,即Exclusive AND,然后在主界面选择样品组成元素。
如
FeCr2O4,则选择Fe、Cr、O元素,然后点击右下角的Search,得到搜索结果。
如图九、十所示。
图九选择元素后界面
图十搜索结果界面
用打开原始XRD 数据文件FeCr 2O 4.raw 。
然后找出FeCr 2O 4的标准谱线,如图十一。
图十一 FeCr 2O 4的XRD 与标准谱
找到图十一中的FeCr 2O 4的标准谱的CSD#,如图十一放大位置所示。
然后在图十中选择与CSD#相同的CCode ,并勾选。
本样品无相同号,故选取最近年号,则为2004年的CCode 为171121的选项。
然后点击工具栏的
(Run Visualizer
Program ),打开如图十二所示界面。
图十二
然后点击图十二中工具栏的最后一个工具,即,打开所选结构所对应的XRD 衍射图谱,如图十三所示,将其与FeCr2O4的实验XRD图谱对比,观察是否大致相同。
若差异较大,则需重新选取图十中的数据库,直到图谱相近为止。
图十三标准模型的XRD图谱
然后点击File-Export CIF…导出.CIF结构文件。
保存到相同的盘符路径。
此时文件夹中已经存在三个文件。
如图十四所示:
图十四
点击打开FullProf_Suite精修软件。
单击File-DAT(Input Data Files),
选择之前保存的FeCr2O4.dat文件,导入数据。
单击工具栏中左边图标,即Run WinPlotr。
得到如图十五所示。
图十五
然后单击菜单栏中的Points Selection--Select background points,选取背景点。
如图十六所示。
图十六
然后在XRD图谱上逐个选取背景点。
如图十七所示。
图十七图中绿色点为选取的背景点
然后单击菜单栏中的Points Selection--Save background points。
得到FeCr2O4.BGR 背景文件,精修时所需。
然后单击FullProf Suite软件工具栏中的,run EdPCR。
出现如图十八所示界面:
图十八
单击图十八中工具栏中的按钮,选择FeCr2O4.CIF文件。
打开,出现如图十九界面,默认,单击OK 按钮。
图十九
然后单击图十八中的按钮,出现图二十。
默认单击OK 按钮。
图二十
继续单击图十八中按钮,出现图二十一。
图二十一
单击按钮,出现如图二十二所示。
图二十二
单击按钮,更改射线为X-Ray。
如图二十三所示。
图二十三
继续单击,更改扫描角度为10-90︒(视样品测试情况而定),图二十四中红色位置,然后单击OK按钮确认更改。
图二十四
单击,更改为线性背景函数。
如图二十五、二十六所示。
图二十五
图二十六
然后单击,确认更改。
再单击图二十七,中确认更改。
图二十七
单击图二十八中按钮,开始精修。
弹出图二十九。
图二十八
图二十九
将图二十九中红色文本框位置的循环次数更改为20次。
然后点击,弹出界面,图三十所示。
图三十
勾选图三十中红色文本框位置的Scale选项,然后单击OK确定。
再单击图三十一中OK确定。
图三十一
单击图三十二中的保存修改,再点击进行精修。
弹出界面图三十三。
图三十二
图三十三
关闭图三十三界面,弹出图三十四界面,选择是。
图三十四
至此,完成精修第一步,继续单击按钮,修改参数进行精修,每修
改一次数据单击保存修改,再点击进行精修。
继续精修。
单击图三十五中红色文本框按钮,弹出黄色文本框窗口,并勾选蓝色文本框位置,确认,精修,得到图三十六所示结果,RF因子已降为80.07。
图三十五
图三十六
继续修图三十中Scale,得到图三十七,RF因子降为30.33。
图三十七修原子坐标,如图三十八、三十九。
图三十八
图三十九
修背景,如图四十、四十一、四十二。
结果如图四十三,RF因子已降为20.82。
图四十
图四十一
图四十二
图四十三
修晶胞参数,如图四十四。
图四十四
修峰形函数X,如图四十五,结果为图四十六,RF因子已降为9.054。
图四十五
图四十六
继续修峰形函数Y,精修结果如图四十七,RF因子已降为7.522。
图四十七
继续修半高宽U,如图四十八所示,结果为图四十九,RF因子7.400。
图四十八
图四十九
继续修半高宽V,结果如图五十所示RF因子为7.399。
图五十
至此,精修已完成。
在XRD精修中,认为RF因子小于10,即为好的精修结果。
本样品精修RF因子已降为7.399,是很好的精修结果。
若在精修过程中导致谱线发散,则精修失败,需删除数据重新开始,故建议在每次修完后,都备份一下数据,即使修失败也可减少很多步骤。