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XRD数据分析(一)

2023-02-24 16:50 作者:sousepad材料检测  | 我要投稿

        XRD全称X射线衍射(X-RayDiffraction),利用X射线在晶体中的衍射现象来获得衍射后X射线信号特征,经过处理得到衍射图谱。利用谱图信息不仅可以实现常规显微镜的确定物相,并拥有“透视眼”来看晶体内部是否存在缺陷(位错)和晶格缺陷等,不过XRD数据拿到了之后可以做那些分析呢?

XRD物相鉴定

基本原理:每一种晶体物质和它的衍射花样都是一一对应的,不可能有两种晶体给出完全相同的衍射花样。

        随着XRD标准数据库的日益完善,XRD物相分析变得越来越简单,目前最常见的操作方式是将样品的XRD谱图与标准谱图进行对比来确定样品的物相组成。XRD标准数据库包括JCPDS(即PDF卡片),ICSD,CCDC等,分析XRD谱图的软件包括Jade,Xpert Highscore等,这里推荐使用Jade。xrd进行物相鉴定是根据所测得样品图谱与给定检索条件后PDF卡片库中的“标准卡片”进行对照,然后根据其三强峰峰位、峰强及样品中的元素进行判定是否存在这种物相。

        在Jade软件中,专门有一个功能叫Identify。里面的Search/Match功能可以将样品的衍射图样与标准谱图进行对比,给出与所测样品相吻合的标准谱图信息。

下面是xrd物相鉴定基本步骤:

(1)导入raw格式文件:选择菜单“file-patterns”或者工具栏

按钮

弹出文件导入窗口,选择文件

(2)物相鉴定

Jade进行物相鉴定时,尽可能多的了解被测样品的成分、类别等信息,这样通过设置相关的检索条件范围,来缩短检索时间和提高被检测相的准确率。一般使用jade进行物相检索的步骤如下:

(a)无条件检索

无条件检索即不知道被测样品的化学成分,根据三强峰位、峰强等自动进行匹配。

鼠标右键单击常用工具栏S/M按钮,弹出S/M检索框,不选择“Use chemistry filter”框,同时选择多种 PDF 子库,检索对象选择为主相(S/MFocus on Major Phases)再点击“OK”按钮,进入“Search/Match Display”窗口。

弹出Search/Match Display窗口

        在Jade的Search/Match功能中会给出标准谱图的衍射条纹,物相名称,化学式,匹配程度(FOM),PDF卡片编号,点群,晶胞参数,ICSD编号等。此时,点击窗口下列的检索列表,观察pdf卡片和衍射谱匹配情况,一般按照FOM的值进行排序,FOM值越小,表示匹配度越高。(但是FOM值大小仅代表一种可能性,上图FOM值最小的是Fe2Mo,但是样品中不含Fe,所以主相实际上是Co3Mo2Si)

        双击选中的标准物质卡片,会弹出来标准物质详细的references和衍射数据值,如下图所示,该数据可以导出使用。图中所示比较重要的数据包括晶面间距d, 晶面指数hkl以及标准谱图衍射峰位置和相对强度等

(b)限定元素检索

右键单击S/M按钮,选择“Use chemistry filter”选项,进入到元素周期表对话框。将样品中相应的元素输入,

表示可能存在,

表示一定存在。然后按ok键返回上一层,其他条件不变,点击ok,进行搜索。

此时可以看出,样品的物相主要是Fe2O3和掺杂的N。

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