X射线衍射学：XRD谱与物相定性分析

1、XRD谱与物相定性分析X射线衍射谱衍射图：背底+衍射峰衍射峰：位置、峰形、宽度、强度、强度分布1、衍射背底的由来？2、为什么衍射峰只在一定的角度出？3、低角度峰形不对称的原因是什么？4、衍射峰宽度产生的原因？5、衍射强度由什么决定？6、为什么高角度的衍射峰强度很弱？衍射背底的产生原因1、靶产生的连续X射线2、康普顿散射3、探测器的噪音4、空气对X射线的散射作用，低角度背底增加5、样品的K系特征激发（荧光）6、一定宽度的狭缝衍射出现的原因衍射峰出现的位置是由晶胞的大小及对称类型决定的，即由晶胞参数决定。布拉格公式衍射峰的分布有些晶面虽然符合布拉格公式，但不并出现衍射，这是由于其衍射强度为零，称为

2、系统消光。系统消光：点阵消光+结构消光衍射峰的花样是由晶体对称性空间群决定的！粉末(hkl)衍射峰的强度入射强度电子电荷电子质量光速入射波长衍射仪半径晶胞体积试样被照射体积结构因子多重性因子角因子温度因子吸收因子粉末衍射峰为什么会有一定的宽度？1、晶体粒度的影响2、晶体显微畸变3、衍射几何的影响Bragg-Brentano衍射几何低角度衍射峰形不对称的原因但由于仪器垂直方向发散度以及仪器衍射象差的存在，特别是在非常低或非常高的衍射角，衍射峰形表现出不对称性。衍射数据的处理与Jade图谱的平滑背景的扣除与K2衍射峰位置的确定衍射强度的测量 峰高强度 积分强度峰形拟合衍射峰位置的确定（1）峰巅法

3、（2）交点法（3）弦中点法（4）中心线峰法（5）质心法物相定性分析原理没有二种结晶物质会给出完全相同的衍射谱构建物质衍射花样数据库根据已知衍射峰位置及相对强度PDF卡片库测试分析试样衍射图衍射峰位，相对强度对比检索分析出物相结合试样化学成分PDF 库历史Hanawalt 索引（1938）ASTM（1941）JCPDS(1969)ICDD(1969)International Centre for Diffraction DataPDF-2NIST 结构数据PDF4约1300张PDF数据质量名称及化学式最强线参考文献实验条件及数据来源结构信息样品状态CAS编号编号154为实验数据65及7089为

4、计算数据固定狭缝可变狭缝实验数据Star (Well characterized chemically and crystallographically, no unindexed lines, 20.03)I (Well characterized chemically, no unindexed strong lines, 20.06)O (Poorly characterized, with editorial comment explaining the reason)B (Does not meet the criteria for *, I, O)R (d values obtai

5、ned from Rietveld refinement)C (Author calculated d values)H (Hypothetical) 第一原理计算PDF 卡片质量等级QM计算数据CategoryQMNo Warning * Minor Warning I Significant Warning BAssigned structure (Prototype) PHypothetical H 第一原理计算Major Warning OJade PDF 卡片质量等级 Common(+): PDF phases meet the following criteria: their P

6、DF quality marks assigned by ICDD are Star or Calculated or Indexed, and their space group, cell constants, and density are determined. About 25% of the PDF phases satisfy these criteria. Uncommon(?): PDF phases meet the following criteria: (a) their PDF quality mark assigned by ICDD is Doubtful Qua

7、lity; (b) patterns collected at non-ambient conditions (i.e., low or high temperatures and high pressures); (c) most elemental phases; (d) phases that have more than 4 elements (hydrogen not counted), except for minerals and organics; and (e) phases containing non-common chemistry (see chemistry ret

8、rieval dialog for Jades definition of common chemistry). About half of the PDF phases are Uncommon according to these criteria. Intermediate: PDF phases which are neither Common(+) nor Uncommon(?) as described above. Calculated: 计算卡片Jade品级分类辨析PDF卡片是标准卡片，不会有错误。检索方法一、手工检索 Fink 索引， Hanawalt索引,化学名称索引（字母

9、索引），矿物名称索引二、计算机检索 （1）大海捞针法 （2）限定条件法（成分、其它数据） （3）单峰法检索结果的评价因子FOM值越小，说明匹配度越好，值越大，结果值得怀疑。物相分析应该注意的问题d值比I/I1更重要低角度数据比高角度数据更重要强线比弱线更重要注意鉴定结果的合理性注意择优取向问题注意卡片的品质辨析1、同一物相如果有多张卡片相对应，说明该样品中该物相具有多型。2、如果样品的最强衍射线与某卡片相匹配，说明样品中具有该物相。判断一个相是否存在的三个条件1、所有的峰位必须与卡片相匹配。2、峰强比需要与卡片大致相当。（特殊时考虑择优取向）3、检索出来的物相成分必须与试样成分一致。鉴定结果的输出作业利用JADE 软件读取DEMO03.MDI衍射数据，进行：1.去背底 （保留K2) 2. 寻峰并对衍射峰进行d值标注 3. 进行峰形拟合，观察峰位、半高宽、衍射强度等结果。 4. 将文件保存为.sav格式，并将文件改名为XXX（学号）.sa