NCM三元结构精修及混排处理
近两个月来,公主号出现频率最高的留言或搜索为“锂镍混排精修”,故特找了一个数据,写一个更详细的处理教程,希望对大家有所帮助,由于小编不是专业做电池研究,只从精修角度来讨论怎么进行数据处理,如有不当之处敬请理解。
注:1. 三元材料的参考CIF文件我也一并在文末给出下载链接,大家可进行下载,给出111/422/811的ICSD结构文件;
2. 原始数据来源于某商用NCM811材料;
3. 请搭配最新发的视频一同“使用”
精修一般顺序参考Fullprof精修参数及顺序(之后会发)。不同初始model使用对结果影响不大;当然,初始模型与数据越接近,处理花费的时间会更少。大家自然都喜欢高效、快捷且正确的处理方式,这里我使用ICSD number为90753的三元CIF作为初始模型对811数据进行精修。
按照Fullprof之Pcr如何获得进行cif转PCR操作(之后会发),转换完毕后Run,结果如下:

在此基础上进行精修。观察计算数据与测试数据,差别很大,最明显特征为差值全为正,首先进行Scale修正。
一、图形参数
01. Scale


2theta = 60°左右的衍射峰计算强度与测试强度相当,而低角度强度差异明显。这么明显的差异,可能是晶胞参数没对好,导致计算峰位于测试数据的衍射峰位置不吻合,因此强度不吻合;也可能是占有率不正确导致的强度偏差很大。因此,我们可以检查一下晶胞参数.
02.Bac.(1+2+3)
背景值是全局变量,贯穿整个数据范围,修正一下背景值,可以显著降低Chi2;

03. Zero + cell
依据第一步的说明,进行晶胞参数的调整。


晶胞参数的正确性与否对于后面的峰型函数参数修正及其重要,一定要确保晶胞参数的准确性。可以看出,按照软件auto-run进行零点+晶胞参数修正,不能很好的改善拟合情况,我们打开prf文件查看问题所在;
04. Cell.
晶胞参数对高角度数据更敏感。打开prf文件,将高角度图谱放大,对2theta =
65°数据放大,计算图谱相当于测试数据偏高角度,因此我们需要将晶胞参数
a值及c值加大;

将a值由2.861652修大为2.871652;将c值由14.138117修大为14.14811,勾选再运行如下;

随后,将2theta = 65°数据放大,可以看出,有很好的改善。

05 (处理思路).Occ.检查
将初始cif及PCR文件打开,进行检查,打开如下:左侧绿色框内为PCR文件,右侧红色框内为初始cif。可以看出Occ.换算不恰当,按照之前的推文修改,修改结果见下图,保存后勾选Scale再运行;


06. Cell parameters + Zero + Scale

计算峰位与数据接近后,开始进行峰型修正。修正FWHM参数。先修正W,描述半高宽的公式中,W是常数项,V是tanθ 的系数,U是tan2θ系数,先修正W,容易收敛且不报错。不同的U/V/W组合最终的结果可能是一致的。
07. W

此时,注意观察数据拟合情况,从蓝色差值线可以明显看出,003,101和104晶面的计算强度均低于实际强度,调整Scale因子。
08. Scale

先FWHM参数,后Shape参数。
09. W +X

10. W + U

11. W + U + X + Cell parameters + Zero + Scale

12. Asym.
放大低角度的003晶面,数据中“左缓右急”,修正不对称性。修正峰型不对称性,需要将PCR文件中asylim字段底下的数值由0修改为60,保存修正。


13. 图形参数(all)
将之前的图形参数都勾选,修正,运行两轮后如下结果;

观察数据拟合情况,从蓝色差值线可以看出,(003)对应的衍射峰差异明显;高角度波动较大;由于该数据高角度数据完善(~ Cu Ka, 120°),可进行温度因子修正。
备注:大家自己操作的时候,如果第11步出现矩阵异常报错,不要勾选如此多的参数,按照逐步加参数的原则,先收敛,后加参数,最后达到多参数收敛的效果。
二. 结构参数
01. 修正Occ (不是所有的结构需要修正),Fullprof中的Occ计算方式之前已经进行了细致说明,和CIF中的化学占有率有所差别。这个步骤已经在之前的06步骤修改过。
02. O原子坐标


03. B or U
Li1-B

Li2-B

O-B

04. All B + Scale

05. All B + Scale + Zo +Bac.

06. Li1 + Ni1/ Li2 +Ni2

两个原子占据同一格位的代码:11/-11;12/-12。

07. All

图形参数和结构参数勾选,收敛为止。
三. 结果及作图
01. 初始CIF与精修结果对比如下:

拟合R因子如下:
=> R-factors (not corrected for background) for Pattern: 1
=> Rp: 3.15 Rwp: 4.31 Rexp: 1.73 Chi2: 6.22 L.S. refinement
02. 作图


附上NCM系列ICSD参考CIF文件下载链接,永久有效。由于该数据是商业数据,不便提供,这里给出另外的数据供大家练习。
链接:
https://pan.baidu.com/s/1-bDrSW4sO0UXaESlBLeywQ
提取码:qamk
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小编学识有限,错误之处请批评指正。