X射线衍射的分析与应用(分析XPR数据).ppt
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X射线衍射分析的应用X射线衍射数据的基本处理X射线衍射的分析与应用衍射数据的基本处理衍射数据的基本处理人工数据处理3、半高宽中点法峰形顶部平坦、两侧直线性又不好的衍射峰。连接衍射峰两边的背底,作出背底线ab。从强度极大点P做横坐标的垂线PP’,O’为PP’的中点,即与峰值高度一般对应的点。过O’作ab的平行线与衍射峰形相较于MN。直线MN的中点O的角位置即定作峰位。4、7/8高度法当有重叠峰存在时,但峰顶能明显分开时,可用7/8高度法。与半高宽中点法类似,只不过背底平行的线做在7/8高度处。5、抛物线拟合法6、重心法二、衍射线积分强度测量定量相分析的时候,要测量衍射线得的积分强度。(1)使探测器以很慢的速度扫描(0.25°/min),通过计数率仪和纸带记录仪描出衍射曲线。然后根据衍射曲线画出背脊线,并将各个衍射峰以下、背底线以上区域的面积测量出来,这些面积可代表各衍射线的相对积分强度。也可以用剪刀把各个峰的图形剪下来,用精密天平称它们的质量作为相对强度。(2)用步进扫描法把待测衍射峰所在角度范围内的强度逐点测出来,相加得到总计数,然后扣除背底,则所得计数即可代表衍射线的相对强度。(3)使探测器从衍射峰的起始点缓慢匀速扫描至衍射峰终止点,并使定标器在扫描开始时启动,扫描结束时停止,测出其累计的计数,然后扣除背底。三、重叠峰的分离NO.1Rachinger图解法(R法)有几个假定作为基础,不太严格,但是比较简单,便于手工操作。假定:(1)由和形成的衍射峰的强度比为2:1。(2)和两个衍射峰有相同的峰形,即他们有相同的峰宽和强度分布。(3)混合辐射的波长用下式近似表示:(4)和两峰的分离度可由微分布拉格方程得到,即因为双峰系由同一晶面族产生,为0NO.2傅里叶变换法计算机数据处理一、数据平滑目的:排除各种随机被动和信号干扰。主要方法:移动平均取代法、最小二乘方多项式拟合法、最小二乘方权重数组平滑法。噪声:随机的波动,如光源的发射波动、空气散射、电子电路中的电子噪声等,表现为幅度不大的随机高频振荡,可用平滑的方法去除。背底:确定的可重复信号,如非晶体材料的散射,为数不多的、宽大低矮的馒头峰,可以用拟合法来消除。二、背底的测定与扣除说明中点i值很可能相邻两点大,也可能有一相邻点的值比它小很多,而另一点则大不了多少,因此i点与比他稍大的那点可能在峰上,因此用代替。说明值比相邻两点都小,或它比一个相邻点小得多,而另一相邻点比它小不了许多,所以此i点与更小的相邻点在峰上的可能性较小,所以保留的值。三、寻峰在扣除背底以后定出噪声水平,把高出噪声水平的信号定为衍射峰的方法。确定噪声的方法:(1)从减去背底以后的图谱中等距取N个点。(2)计算这些点的平均值μ和平均标准偏差γ。(3)从N个点的数组中排除所有强度值大于μ+3γ的数据点,留下N’个点。(4)计算余下点的平均值μ’和平均标准偏差γ’。(5)在N’中再减去数值大于μ’+3γ’的点,留下N’’个点。(6)所得最终μ和γ相差很小就得到最终的μ和γ。选择一个适当的噪声水平比如3γ或者5γ。X射线衍射的分析与应用1、利用布拉格衍射的峰位及强度分析2、利用衍衬成像及X射线干涉仪观察、分析、研究近完整及完整晶体3、利用大角度想干漫散射强度分布分析4、利用小角度散射强度分布分析5、利用非相干散射强度分布研究6、利用吸收限精细结构分析X射线分析在无机非金属材料研究中常规分析测试:1、物相分析包括定性分析和定量分析。2、晶胞参数测定3、晶试样中晶粒大小、应力和应变等测定4、相图或固溶度等测定5、在单晶材料方面判定晶体的对称性和晶体取向方位,观察晶体缺陷、研究晶体的完整性。物相分析一、定性物相分析1、基本原理:每种晶体物质有其唯一对应的衍射花样(衍射图谱)。当试样中包含两种或者两种以上的结晶物质时,它们的衍射花样将同时出现,而不会相互干涉。具体方法:将每种物质的衍射花样或衍射图谱数据化,将各条衍射线的衍射角换算为晶面间距,并确定每条衍射线的相对强度,建立每种晶体物质的衍射数据标准卡片。进行物相分析时,对待分析试样的衍射花样或图谱,同样将各条衍射线的衍射角换算为晶面间距,并确定每条衍射线的相对强度,与标准卡片比较进行分析。2、PDF卡片1969年起,由ASTM和英、法、加拿大等国家的有关协会组成国际机构的“粉末衍射标准联合委员会”,负责卡片的搜集、校订和编辑工作,所以,以后的卡片成为粉末衍射卡(thePowderDiffractionFile),简称PDF卡,或称JCPDS卡(theJointCommitteeonPowderDiffractionStanda