MDIJade完整教程(含XRD分析步驟)

MDIJade使用教學(xué)現(xiàn)在是1頁\一共有125頁\編輯于星期一前言X射線衍射技術(shù)在材料、化工、物理、礦物、地質(zhì)等學(xué)科越來越受到重視，由于現(xiàn)代X射線衍射實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷完善、數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化程度越來越高，受到研究者的歡迎。本節(jié)課的目的，掌握數(shù)據(jù)處理能力和對現(xiàn)代衍射儀實(shí)驗(yàn)方法的理解和運(yùn)用能力。由于Jade版本不同，操作界面也有不同，某些功能在低版本中無法看到，而低版本中的某些功能在高版本中有的已經(jīng)被刪除。只介紹同學(xué)們在以后的科研工作中經(jīng)常用到的部分，一些需要其他附件輔助完成的作原理介紹?，F(xiàn)在是2頁\一共有125頁\編輯于星期一Jade軟件的用處物相檢索計(jì)算物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算結(jié)晶化程度計(jì)算晶粒大小及微觀應(yīng)變計(jì)算點(diǎn)陣常數(shù)計(jì)算殘余應(yīng)力……現(xiàn)在是3頁\一共有125頁\編輯于星期一打開Jade在開始菜單或桌面上找到“MDIJade”圖標(biāo)，雙擊，一個(gè)簡單的啟動(dòng)頁面過后，就進(jìn)入到Jade的主窗口?，F(xiàn)在是4頁\一共有125頁\編輯于星期一打開Jade現(xiàn)在是5頁\一共有125頁\編輯于星期一讀入文件顯示讀入文件對話框：選擇菜單“File|Patterns...”打開一個(gè)讀入文件的對話框?，F(xiàn)在是6頁\一共有125頁\編輯于星期一讀入文件無法找到文件格式現(xiàn)在是7頁\一共有125頁\編輯于星期一讀入文件讀入文件的參數(shù)設(shè)置：Jade可讀取的數(shù)據(jù)類型很多，如：MDIASCiiPatternFiles(*.mdi)：JADE的默認(rèn)數(shù)據(jù)格式，也是一種通用的純文本格式，被很多其它軟件所使用。RINT-2000Binarypatternfiles(*.raw)：日本理學(xué)儀器數(shù)據(jù)二進(jìn)制格式。Jadeimportasciipatternfiles(*.TXT)：通用文本格式，這種格式的文件可由Jade產(chǎn)生，也可讀入到Jade中。現(xiàn)在是8頁\一共有125頁\編輯于星期一讀入文件現(xiàn)在是9頁\一共有125頁\編輯于星期一讀入文件在文件名上雙擊或者單擊文件名后鼠標(biāo)左鍵單擊“Read”，這個(gè)文件就被“讀入”到主窗口并顯示出來。文件的讀入方式有兩種：一種是讀入，另一種是添加。（1）Read：讀入單個(gè)文件或同時(shí)讀入多個(gè)選中的文件。讀入時(shí)，原來顯示在主窗口中的圖譜被清除；（2）Add：增加文件顯示。如果主窗口中已顯示了一個(gè)或多個(gè)譜，為了不被新添加的文件清除，使用增加的方式讀入文件?，F(xiàn)在是10頁\一共有125頁\編輯于星期一讀入文件現(xiàn)在是11頁\一共有125頁\編輯于星期一讀入文件現(xiàn)在是12頁\一共有125頁\編輯于星期一基本功能操作File菜單：在這一菜單中，主要命令包括讀入數(shù)據(jù)文件的兩種方式Patterns和Thumbnail。

另一個(gè)特別有用的命令是Save。這個(gè)命令具有下級(jí)菜單，其中主要的是：Save-PrimaryPatternas*.txt：將當(dāng)前窗口中顯示的圖譜數(shù)據(jù)以文本格式（*.txt）保存，以方便用其它作圖軟件如Origin作圖和作其它處理。注意：（1）該命令保存的是窗口中顯示的圖譜，如果窗口中顯示的是某一個(gè)圖譜的一部分，那么，保存的只有那么一部分。保存前注意設(shè)置顯示為FullRange(View-ZoomWindow菜單)。（2）如果保存前作過平滑處理（smooth），則保存的數(shù)據(jù)為平滑后的數(shù)據(jù)而非原始數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在是13頁\一共有125頁\編輯于星期一基本功能操作現(xiàn)在是14頁\一共有125頁\編輯于星期一基本功能操作現(xiàn)在是15頁\一共有125頁\編輯于星期一Edit菜單：Preferences命令：在這里可以設(shè)置顯示、儀器、報(bào)告和個(gè)性化的參數(shù)。這里特別要提一下的是關(guān)于儀器半高寬曲線的設(shè)置，在計(jì)算晶粒尺寸和微觀應(yīng)變時(shí)都要用到這一個(gè)參數(shù)，即儀器固有的半高寬。Jade的做法是測量一個(gè)無應(yīng)變和晶粒細(xì)化的標(biāo)準(zhǔn)樣品，繪出它的半高寬-衍射角曲線，保存下來，以后在計(jì)算晶粒尺寸時(shí)，軟件自動(dòng)扣除儀器寬度。關(guān)于半高寬曲線的作法，在“儀器半高寬補(bǔ)正曲線”一節(jié)作詳細(xì)介紹?，F(xiàn)在是16頁\一共有125頁\編輯于星期一現(xiàn)在是17頁\一共有125頁\編輯于星期一Display-KeepPDFoverlaysforNewPatternFile:保存前一圖譜的物相檢索結(jié)果到下一個(gè)打開的文件窗口，可減少同批樣品物相檢索的工作量?，F(xiàn)在是18頁\一共有125頁\編輯于星期一Report-EstimateCrystalliteSizefromFWHMValues:在劃峰（計(jì)算峰面積）時(shí)顯示晶粒尺寸?，F(xiàn)在是19頁\一共有125頁\編輯于星期一PDF菜單：PDF-Setup命令：這個(gè)命令的作用是導(dǎo)入ICDDPDF卡片索引。在擁有一個(gè)MDIJade軟件的同時(shí)，你必須擁有一套ICDDPDF卡片庫。在Jade作物相檢索前，必須導(dǎo)入ICDDPDF卡片索引。這個(gè)命令打開PDF-Setup對話框，建立PDF卡片索引?，F(xiàn)在是20頁\一共有125頁\編輯于星期一現(xiàn)在是21頁\一共有125頁\編輯于星期一Options菜單：這個(gè)菜單中主要的功能有：CellRefinement:晶胞精修，即點(diǎn)陣常數(shù)精確測量。在“計(jì)算點(diǎn)陣常數(shù)”一節(jié)中有詳細(xì)介紹。CalculateStress：殘余應(yīng)力測量，在“殘余應(yīng)力”一節(jié)詳細(xì)介紹。（Jade6以上版本）現(xiàn)在是22頁\一共有125頁\編輯于星期一現(xiàn)在是23頁\一共有125頁\編輯于星期一View菜單：這個(gè)菜單中主要有Zoomwindow-FullRange和ZoomWindows-DisplayRange命令，前者設(shè)置Zoom窗口顯示全譜，后者設(shè)置該窗口中的顯示范圍?，F(xiàn)在是24頁\一共有125頁\編輯于星期一現(xiàn)在是25頁\一共有125頁\編輯于星期一Report菜單：這個(gè)菜單的作用是顯示/打印/保存各種處理后的報(bào)告，如尋峰報(bào)告，物相檢索報(bào)告，峰形擬合報(bào)告，晶粒尺寸和微觀應(yīng)變計(jì)算報(bào)告等等。這些報(bào)告既可以打印出來，也可以保存為文件，有些報(bào)告保存格式為純文本文件，但有的報(bào)告以其它格式保存。報(bào)告統(tǒng)一以樣品名作為文件名，但不同報(bào)告文件的擴(kuò)展名不同。說明：Jade5以前的版本在View菜單下現(xiàn)在是26頁\一共有125頁\編輯于星期一常用工具欄和手動(dòng)工具欄：把菜單下面總顯示在窗口中的工具欄稱為常用工具欄，而一個(gè)懸掛式的菜單，作為常用工具欄的輔助工具欄稱為手動(dòng)工具欄?，F(xiàn)在是27頁\一共有125頁\編輯于星期一現(xiàn)在是28頁\一共有125頁\編輯于星期一尋峰：自動(dòng)標(biāo)記衍射峰位置，強(qiáng)度，高度等數(shù)據(jù)。尋峰后如有誤標(biāo)，需要用手動(dòng)尋峰方式來刪除或添加峰標(biāo)記。鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊某處，增加一個(gè)標(biāo)記，右鍵單擊，刪除一個(gè)標(biāo)記。尋峰功能在“尋峰”一節(jié)有專門介紹。現(xiàn)在是29頁\一共有125頁\編輯于星期一圖譜平滑：測量的曲線一般都因“噪聲”而使曲線不光滑，在有些處理后也會(huì)出現(xiàn)這種情況，需要將曲線變得光滑一些。數(shù)據(jù)平滑的原理是將連續(xù)多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)求和后取平均值來作為數(shù)據(jù)點(diǎn)的新值。因此，每平滑一次，數(shù)據(jù)就會(huì)失真一次。一般采用9-15點(diǎn)平滑為好。用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊平滑按鈕，就會(huì)打開平滑參數(shù)設(shè)置對話框?？蛇x擇二次函數(shù)擬合或四次函數(shù)擬合。一般使用二次擬合?，F(xiàn)在是30頁\一共有125頁\編輯于星期一峰形擬合：衍射峰一般都可以用一種“鐘罩函數(shù)”來表示，擬合的意義就是把測量的衍射曲線表示為一種函數(shù)形式。在作“點(diǎn)陣常數(shù)精確測量”、“晶粒尺寸和微觀應(yīng)變測量”和“殘余應(yīng)力測量”等工作前都要經(jīng)過“扣背景”——圖形擬合”的步驟。常用工具欄中的擬合命令將全譜擬合，但有時(shí)因?yàn)榇翱谥蟹逄?，?jì)算受阻而不能進(jìn)行，此時(shí)，需要用到手工擬合按鈕。擬合方法在“擬合”一節(jié)作祥細(xì)介紹?，F(xiàn)在是31頁\一共有125頁\編輯于星期一扣除背景：背景是由于樣品熒光等多種因素引起的，在有些處理前需要作背景扣除，單擊“BG”一次，顯示一條背景線，如果需要調(diào)整背景線的位置，可以用手動(dòng)工具欄中的“BE”按鈕來調(diào)整背景線的位置，調(diào)整好以后，再次單擊“BG”按鈕，背景線以下的面積將被扣除。如果鼠標(biāo)右鍵單擊“BG”按鈕，彈出背景線扣除方式設(shè)置對話框。在此可選擇背景線的線形，線形一般選擇CubicSpline?，F(xiàn)在是32頁\一共有125頁\編輯于星期一StripK-alpha2-Ka1/Ka2Ratio2.0：一般X射線衍射都是使用K系輻射，K系輻射中包括了兩小系，即Kα和Kβ輻射。二者的波長相差較大，Kβ輻射一般通過“石墨晶體單色器”或“濾波片”被儀器濾掉了，接收到的只有Kα輻射。但是，Kα輻射中又包括兩種波長差很小的Kα1和Kα2輻射，它們的強(qiáng)度比一般情況下剛好是2/1，在精確計(jì)算點(diǎn)陣常數(shù)前必須將Kα2扣除，可以通過扣除背景的功能同時(shí)扣除掉Kα2。現(xiàn)在是33頁\一共有125頁\編輯于星期一物相檢索：鼠標(biāo)單擊此按鈕，開始檢索樣品中的物相，一般鼠標(biāo)右鍵單擊此按鈕，出現(xiàn)一個(gè)對話框，對檢索參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，物相檢索在“物相檢索”一節(jié)中作祥細(xì)介紹。PDF卡片查找：操作方法與S/M相似，只是不對圖譜進(jìn)行比較，而是顯示滿足檢索條件的全部物相列表?，F(xiàn)在是34頁\一共有125頁\編輯于星期一計(jì)算峰面積：選擇計(jì)算峰面積的按鈕，然后在峰的下面選擇適當(dāng)背景位置畫一橫線，所畫橫線和峰曲線所組成的部分的面積被顯示出來，這一功能同時(shí)顯示了峰位、峰高、半高寬和晶粒尺寸（需要在Edit-Preferences命令中設(shè)置：Report-EstimateCrystalliteSizefromFWHMValues）等數(shù)據(jù)。畫峰時(shí)，注意要適當(dāng)選擇好背景位置，一般以兩邊與背景線能平滑相接為宜?，F(xiàn)在是35頁\一共有125頁\編輯于星期一刪除峰：在設(shè)備用久了以后，或者因?yàn)榕既坏脑?，在圖譜中會(huì)出現(xiàn)異常的很窄的峰，它們根本不是樣品的峰，需要?jiǎng)h除掉，此時(shí)可以用刪除峰的功能，選擇該按鈕后，在峰下的背景線位置劃線，峰被刪除。為了科學(xué)研究的嚴(yán)肅性，請不要隨意使用此功能。現(xiàn)在是36頁\一共有125頁\編輯于星期一手動(dòng)擬合：有選擇性地?cái)M合一個(gè)或選定的幾個(gè)峰，其它未被選定的峰不作處理。單擊此按鈕，在需要擬合的峰上單擊，作出選定，依次選定所有需要擬合的峰后，再次單擊此按鈕，開始擬合。如果要取消一個(gè)峰的擬合，在該峰上用鼠標(biāo)右鍵單擊。擬合誤差：擬合時(shí)，窗口中出現(xiàn)一條紅線，紅線的波動(dòng)表示誤差的大小和出現(xiàn)誤差的位置，誤差的大小用R表示?，F(xiàn)在是37頁\一共有125頁\編輯于星期一基本顯示操作在放大窗口右下角有一組豎列的按鈕，它們的作用如圖如示：注意：在Jade中，鼠標(biāo)左鍵和右鍵的功能是不同的，左鍵一般指按先前已設(shè)置好的條件執(zhí)行某種操作，右鍵則打開一個(gè)對話框，進(jìn)行條件設(shè)置，然后再執(zhí)行操作。但是，在這里，左鍵和右鍵的功能是相反的功能?，F(xiàn)在是38頁\一共有125頁\編輯于星期一基本顯示操作在尋峰或物相檢索完成后，在屏幕的右下角有一橫排按鈕，它們的主要功能如圖所示：現(xiàn)在是39頁\一共有125頁\編輯于星期一PDF卡片索引的建立在使用JADE開始如物相檢索等工作之前，需要有一張PDF2卡片光盤，并將光盤建立索引。（1）選擇菜單PDF-Setup命令，見到索引窗口：（2）輸入PDF2光盤中PDF2.DAT文件所在位置。（3）選擇需要建立索引的PDF2子庫，PDF2中共有14萬多張卡片，這些卡片按類保存在不同的子庫中，最簡單的辦法就是“SelectAll”

。（4）Go，開始建立索引，建立索引需要大約10分鐘的時(shí)間?，F(xiàn)在是40頁\一共有125頁\編輯于星期一物相檢索物相檢索也就是“物相定性分析”。它的基本原理是基于以下三條原則：（1）任何一種物相都有其特征的衍射譜；（2）任何兩種物相的衍射譜不可能完全相同；（3）多相樣品的衍射峰是各物相的機(jī)械疊加。因此，通過實(shí)驗(yàn)測量或理論計(jì)算，建立一個(gè)“已知物相的卡片庫”，將所測樣品的圖譜與PDF卡片庫中的“標(biāo)準(zhǔn)卡片”一一對照，就能檢索出樣品中的全部物相?，F(xiàn)在是41頁\一共有125頁\編輯于星期一物相檢索的步驟包括：（1）給出檢索條件：包括檢索子庫（有機(jī)還是無機(jī)、礦物還是金屬等等）、樣品中可能存在的元素等；（2）計(jì)算機(jī)按照給定的檢索條件進(jìn)行檢索，將最可能存在的前100種物相列出一個(gè)表；（3）從列表中檢定出一定存在的物相。一般來說，判斷一個(gè)相是否存在有三個(gè)條件：（1）標(biāo)準(zhǔn)卡片中的峰位與測量峰的峰位是否匹配，換句話說，一般情況下標(biāo)準(zhǔn)卡片中出現(xiàn)的峰的位置，樣品譜中必須有相應(yīng)的峰與之對應(yīng)，即使三條強(qiáng)線對應(yīng)得非常好，但有另一條較強(qiáng)線位置明顯沒有出現(xiàn)衍射峰，也不能確定存在該相，但是，當(dāng)樣品存在明顯的擇優(yōu)取向時(shí)除外，此時(shí)需要另外考慮擇優(yōu)取向問題；（2）標(biāo)準(zhǔn)卡片的峰強(qiáng)比與樣品峰的峰強(qiáng)比要大致相同，但峰強(qiáng)比僅可作參考。如對于金屬塊狀樣品，由于擇優(yōu)取向存在，導(dǎo)致峰強(qiáng)比不一致；（3）檢索出來的物相包含的元素在樣品中必須存在，如果檢索出一個(gè)FeO相，但樣品中根本不可能存在Fe元素，則即使其它條件完全吻合，也不能確定樣品中存在該相，此時(shí)可考慮樣品中存在與FeO晶體結(jié)構(gòu)大體相同的某相。當(dāng)然，如果你自己也不能確定樣品會(huì)不會(huì)受Fe污染，你就得去做做元素分析再來了。對于無機(jī)材料和粘土礦物，一般參考“特征峰”來確定物相，而不要求全部峰的對應(yīng)，因?yàn)橐环N粘土礦物中可能包含的元素也可能不同?，F(xiàn)在是42頁\一共有125頁\編輯于星期一物相檢索步驟：第一輪檢索：大海撈針（1）打開一個(gè)圖譜，不作任何處理，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊“S/M”按鈕，打開檢索條件設(shè)置對話框，去掉“Usechemistryfilter”選項(xiàng)的對號(hào)，同時(shí)選擇多種PDF子庫，檢索對象選擇為主相（S/MFocusonMajorPhases）再點(diǎn)擊“OK”按鈕，進(jìn)入“Search/MatchDisplay”窗口?，F(xiàn)在是43頁\一共有125頁\編輯于星期一現(xiàn)在是44頁\一共有125頁\編輯于星期一“Search/MatchDisplay”窗口分為三部分：最上面是全譜顯示窗口，可以觀察全部PDF卡片的衍射線與測量譜的匹配情況；中間是放大窗口，可觀察局部匹配的細(xì)節(jié)，通過右邊的按鈕可調(diào)整放大窗口的顯示范圍和放大比例，以便觀察得更加清楚；窗口的最下面是檢索列表，從上至下列出最可能的100種物相，一般按“FOM”由小到大的順序排列，F(xiàn)OM是匹配率的倒數(shù)，數(shù)值越小，表示匹配性越高。在列表右邊的按鈕中，上下雙向箭頭（下方）用來調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)線的高度，左右雙向箭頭則可調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)線的左右位置，這個(gè)功能在固溶體合金的物相分析中很有用，因?yàn)楣倘荏w的晶胞參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)卡片的譜線對比總有偏移（固為固溶原子的半徑與溶質(zhì)原子半徑不同，造成晶格畸變）。物相檢定完成，關(guān)閉這個(gè)窗口返回到主窗口中。使用這種方式，一般可檢測出主要的物相?，F(xiàn)在是45頁\一共有125頁\編輯于星期一第二輪：限定條件的檢索限定條件主要是限定樣品中存在的“元素”或化學(xué)成分，在“Usechemistryfilter”選項(xiàng)前加上對號(hào)，進(jìn)入到元素周期表對話框。將樣品中可能存在的元素全部輸入，點(diǎn)擊“OK”，返回到前一對話框界面，此時(shí)可選擇檢索對象為次要相或微量相（S/MFocusonMinorPhases或S/MFocusonTracePhases）。其它下面的操作就完全相同了。此步驟一般能將剩余相都檢索出來。現(xiàn)在是46頁\一共有125頁\編輯于星期一如果檢索尚未全部完成，即還有多余的衍射線未檢定出相應(yīng)的相來，可逐步減少元素個(gè)數(shù)，重復(fù)上面的步驟，或按某些元素的組合，嘗試一些化合物的存在。如某樣品中可能存在Al,Sn,O,Ag等元素，可嘗是否存在Sn-O化合物，此時(shí)元素限定為Sn和O，暫時(shí)去掉其它元素。在化學(xué)元素選定時(shí)，有三種選擇，即“不可能”、“可能”和“一定存在”?！安豢赡堋本褪遣淮嬖?，也就是不選該元素?！翱赡堋本褪潜粰z索的物相中可能存在該元素，也可以不存在該元素，如選擇了三個(gè)元素“Li、Mn、O”三種元素都為“可能”，則在這三種元素的任意組合中去檢索。“一定存在”表示了被檢索的物相中一定存在該元素，如選定了“Fe”為“一定存在”，而“O”為可能，則檢索對象為“Fe”和鐵的全部氧化物相?！翱赡堋钡臉?biāo)記為藍(lán)色，“一定存在”的標(biāo)記為綠色。有些情況下，雖然材料中不含非金屬元素O、Cl等元素，但由于樣品制備過程中可能被氧化或氯化，在多種嘗試后尚不能確定物相的情況下，應(yīng)當(dāng)考慮加入這些元素，嘗試金屬鹽、酸、堿的存在?，F(xiàn)在是47頁\一共有125頁\編輯于星期一第三輪：單峰搜索如果經(jīng)過前兩輪尚有不能檢出的物相存在，也就是有個(gè)別的小峰未被檢索出物相來，那么，此時(shí)最有可能成功的就是單峰搜索。單峰搜索：即指定一個(gè)未被檢索出的峰，在PDF卡片庫中搜索在此處出現(xiàn)衍射峰的物相列表，然后從列表中檢出物相。方法如下：在主窗口中選擇“計(jì)算峰面積”按鈕，在峰下劃出一條底線，該峰被指定，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊“S/M”，此時(shí)，檢索對象變?yōu)榛疑豢烧{(diào)（Jade5中顯示為“PaintedPeaks”）。此時(shí)，你可以限定元素或不限定元素，軟件會(huì)列出在此峰位置出現(xiàn)衍射峰的標(biāo)準(zhǔn)卡片列表。其它操作則無別樣。通過以上三輪搜索，99.9%的樣品都能檢索出全部物相。應(yīng)當(dāng)指出，正確地全面地檢索物相不但需要熟練地掌握J(rèn)ade物相檢索的方法和技巧，而且，更重要的是需要研究課題方面的專業(yè)知識(shí)。除此以外，還要不厭其煩地反復(fù)嘗試各種可能。在物相檢索不能完成時(shí)，不應(yīng)當(dāng)責(zé)怪軟件的無能，應(yīng)當(dāng)先去查閱相關(guān)的文獻(xiàn)。另外，雖然PDF卡片每年都有更新，目前已超過140000張卡片，但并不是每個(gè)物相都一定能從卡片庫中找到。這時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮是否有新的物相產(chǎn)生，或者是檢索中存在錯(cuò)誤的確認(rèn)。現(xiàn)在是48頁\一共有125頁\編輯于星期一物相檢索結(jié)果的輸出：如果只是想調(diào)查有哪些相，保存一張圖片就可以了。檢索完成后，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊常用工具欄中的“打印機(jī)”按鈕，轉(zhuǎn)到“打印預(yù)覽”窗口，可保存/復(fù)制/打印/編輯檢索結(jié)果。如果需要每個(gè)峰的角度、強(qiáng)度、半高寬、對應(yīng)的物相等數(shù)據(jù)，則可以通過菜單“Report”來查看、保存和打印?，F(xiàn)在是49頁\一共有125頁\編輯于星期一PDF卡片查找有時(shí)，我們的目的不是要從某樣品中檢索出物相，而是要查找某一張卡片。用到光盤檢索功能。輸入卡片號(hào)：如果知道卡片號(hào)，直接在“光盤”右邊的文本欄中輸入卡片號(hào)，如39-1395，然后，按回車鍵。下方有一個(gè)PDF卡片列表組合框，輸入的卡片在框中被加入，點(diǎn)擊卡片張數(shù)可打開PDF卡片列表來查看?，F(xiàn)在是50頁\一共有125頁\編輯于星期一現(xiàn)在是51頁\一共有125頁\編輯于星期一按成分查找如果需要查找某種化合物，如氧化鐵，則鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊“光盤”，出現(xiàn)元素周期表，選定Fe和O為“一定存在”，再單擊“OK”出現(xiàn)一個(gè)列表，顯示了所有Fe-O化合物的物相?，F(xiàn)在是52頁\一共有125頁\編輯于星期一尋峰尋峰就是把圖譜中的峰位標(biāo)定出來，鑒別出圖譜的某個(gè)起伏是否一個(gè)真正的峰。尋峰并不是一開始就要做的。有些操作，如物相鑒定過程中會(huì)標(biāo)定峰位。每一個(gè)衍射峰都有許多數(shù)據(jù)來說明，如峰高、峰面積、半高寬、對應(yīng)的物相、衍射面指數(shù)、由半高寬計(jì)算出來的晶粒大小等等。這些數(shù)據(jù)在一些計(jì)算中有用?，F(xiàn)在是53頁\一共有125頁\編輯于星期一尋峰單擊常用工具欄中的“尋峰”按鈕，Jade將按一定的數(shù)學(xué)計(jì)算方法來標(biāo)定峰。一般來說，是按數(shù)學(xué)上的“二階導(dǎo)數(shù)”是否為0來確定是否一個(gè)峰的存在。因此，只要符合這個(gè)條件的峰起伏都會(huì)判定為峰，而有些峰因?yàn)椴皇悄敲淳_地符合這個(gè)條件，而被漏判。因此，在尋峰之前，一般都作一次“平滑”，以減少誤判。另外，在尋峰之后，一定要仔細(xì)檢查，并用手動(dòng)工具欄中的“手動(dòng)尋峰”來增加漏判的峰（鼠標(biāo)左鍵在峰下面單擊）或清除誤判的峰（鼠標(biāo)右鍵單擊）。現(xiàn)在是54頁\一共有125頁\編輯于星期一尋峰報(bào)告尋峰之后，就可以觀察和輸出“尋峰報(bào)告”了。選擇菜單命令“Report-PeakSearchReport”，會(huì)列出報(bào)告：現(xiàn)在是55頁\一共有125頁\編輯于星期一單擊“Save”結(jié)果保存為“樣品名.PID”。這是一個(gè)純文本文件。文件中的積分強(qiáng)度可用于計(jì)算相含量?，F(xiàn)在是56頁\一共有125頁\編輯于星期一物相鑒定后的峰報(bào)告：在物相鑒定后，選擇菜單命令“Report-PeakID(Extended)”，打開峰檢索報(bào)告。在這個(gè)報(bào)告里列出了每一個(gè)峰的衍射角、面間距、測量的峰強(qiáng)度（峰高）、對應(yīng)的物相和晶面指數(shù)，同時(shí)也列出了標(biāo)準(zhǔn)卡片上的衍射角、標(biāo)準(zhǔn)衍射角與測量值之間的差值。單擊“Save/Export”報(bào)告內(nèi)容被保存為“.IDE”文件，也是一種純文本類型的文件。可以用記事本打開。注意每一種物相都有其最大的衍射強(qiáng)度峰（I%=100）。這個(gè)峰的積分強(qiáng)度數(shù)據(jù)（在.IDE文件中），才是使用RIR（K值法）計(jì)算相含量的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在是57頁\一共有125頁\編輯于星期一RIR法計(jì)算物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)MDIJade具有RIR定量分析的功能，但是，一般都需要另外購買軟件模塊。在沒有這個(gè)功能的情況下可以根據(jù)以上的思路來解決日常定量分析的問題。操作思路：（1）打開衍射譜文件，準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行物相鑒定，每一個(gè)相都必須鑒定出來（如果存在非晶，將非晶當(dāng)作一個(gè)相來看待）。（2）選擇菜單“Report-PeakID(Extended)”

，查看峰的物相鑒定報(bào)告，將標(biāo)準(zhǔn)卡片上標(biāo)明為I%=100的峰留下，其余峰都刪除，結(jié)果保存為“樣品名.IDE”文件。（3）選擇菜單“Report-PeakSearchReport”，查看峰搜索報(bào)告（并不需要經(jīng)過尋峰過程），并保存。文件名為“樣品名.PID”.現(xiàn)在是58頁\一共有125頁\編輯于星期一（4）單擊“PDF卡片列表”后的數(shù)字。顯示物相鑒定過程中產(chǎn)生的PDF卡片列表。樣品中包含的物相都列在此表中。單擊保存按鈕。打開保存對話框。并選擇文件類型為“.PDF”。此文件也是純文本文件類型。文件中保存的是每個(gè)相的名稱、化學(xué)式和RIR值。現(xiàn)在是59頁\一共有125頁\編輯于星期一現(xiàn)在是60頁\一共有125頁\編輯于星期一關(guān)于物相定量分析的幾個(gè)問題第一個(gè)問題：為什么不能做物相定量？

樣品往往不是單一物相,因此,人們總想了解其中某種相的含量。人們的理解總是認(rèn)為哪怕只是一種近似的結(jié)果,也比沒有結(jié)果要好。為了要說明定量分析的問題,我們先了解一下,一張X射線衍射譜圖中包含一些什么信息。這些信息主要有三個(gè)方面,也是三個(gè)方面的應(yīng)用：

一是衍射峰的位置。這方面的信息主要用于物相的鑒定、晶胞參數(shù)的精修、殘余應(yīng)力的測量。

二是衍射峰的峰高或者面積,我們稱之為強(qiáng)度。這方面的信息主要用于物相的含量、結(jié)晶度以及織構(gòu)的計(jì)算。

三是衍射峰的形狀,我們稱為線形。這方面的信息又包括兩個(gè)方面,其一是衍射峰的寬度,我們可以用來計(jì)算晶粒大小和微觀應(yīng)變。另一個(gè)則是線的形狀,主要是指峰形是否對稱,這方面用來計(jì)算位錯(cuò)、層錯(cuò)等?，F(xiàn)在是61頁\一共有125頁\編輯于星期一不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)的觀察點(diǎn)不同,也就是強(qiáng)調(diào)的對象是不同的,如果僅僅為了鑒定物相,一個(gè)常規(guī)的實(shí)驗(yàn)條件就完全可以應(yīng)付,如果要做晶胞的精修,則需要嚴(yán)格一些的實(shí)驗(yàn)條件。如果要做定量分析,我們的強(qiáng)調(diào)點(diǎn)是峰的強(qiáng)度?，F(xiàn)在是62頁\一共有125頁\編輯于星期一我們?yōu)槭裁茨芾醚苌渥V來做物相的含量分析呢？其原理就是基于物相的含量W與該物相的衍射強(qiáng)度成正比?？梢院唵蔚貙懗蒞=CI。Ｗ是物相的質(zhì)量分?jǐn)?shù),Ｉ是該物相的衍射強(qiáng)度。Ｃ是一個(gè)系數(shù),但不是一個(gè)常系數(shù)。不過,在一定條件下它是一個(gè)常數(shù)。現(xiàn)在是63頁\一共有125頁\編輯于星期一遺憾的是,這個(gè)常數(shù)通常不能通過理論計(jì)算得出,而是需要通過實(shí)驗(yàn)來測量,每當(dāng)實(shí)驗(yàn)條件改變(包括樣品中的物相種類的改變、任一物相含量的改變、觀察峰的改變、甚至于物相產(chǎn)地改變、所用輻射改變、晶粒尺寸改變)這個(gè)系數(shù)是變化的。圍繞如何想辦法得到這個(gè)系數(shù)Ｃ,歷代的科研工作者推導(dǎo)出了十幾種具體的測量方法,而這些方法又是在某種環(huán)境下能使用在另一種環(huán)境下不能使用的。每種方法的不同要求等于給實(shí)驗(yàn)方法本身加上了一把鎖,使得人們不能真正好好地、簡便地利用它。現(xiàn)在是64頁\一共有125頁\編輯于星期一這些方法主要包括兩方面：

一種是需要標(biāo)樣的,稱為“有標(biāo)法”。也就是說,除了要測的樣品,需要往樣品中加入某種純物質(zhì)。而這些個(gè)純物質(zhì)往往是不易求得的。比如,某人在合成一種新物質(zhì),總是發(fā)現(xiàn)合成物中有各種各樣的雜質(zhì),他希望計(jì)算一下不同條件下這種新物質(zhì)的含量。實(shí)驗(yàn)方法要求他提供這種新物質(zhì)的純樣品。但是,得到的純物質(zhì)也許與原樣品中的該物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生某些變化。這樣雖然得到了純物質(zhì),但是,由于結(jié)構(gòu)的變化,使Ｃ也變了。計(jì)算出來的結(jié)果還是不準(zhǔn)。現(xiàn)在是65頁\一共有125頁\編輯于星期一由于有標(biāo)法很難用,因此有人就著手研究“無標(biāo)法”了。這些方法通過理論計(jì)算K,或者按某種方法直接比強(qiáng)度。由于晶體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,理論計(jì)算Ｃ的可能性很小,目前實(shí)用的大概只有“鋼中殘留奧氏體的測量”(有國家標(biāo)準(zhǔn))。直接比強(qiáng)度法理論是可行的。但是,也附加了很多種條件。比如,要測的樣品中有兩個(gè)相,需要另外提供一個(gè)也含有這樣兩個(gè)相(多一個(gè)或少一個(gè)都不行),含量又不同于待測樣的附加樣品。通過理論計(jì)算還是可以的?，F(xiàn)在是66頁\一共有125頁\編輯于星期一說了這些困難,也就是為了說明一個(gè)事實(shí),為什么一般實(shí)驗(yàn)室在做物相鑒定時(shí)說得頭頭是道,而你想測物相含量時(shí),他只有兩個(gè)字回答你：不做！現(xiàn)在是67頁\一共有125頁\編輯于星期一第二個(gè)問題：關(guān)于K值的問題

影響K值的因素有很多。首先,晶粒大小的影響。比如,納米晶粒樣品和微米級(jí)晶粒樣品,K值會(huì)相差十倍。其次,化學(xué)成份的影響。很多物相都不能算做純物相,比如某種合金的固溶體,某種蒙脫石。雖然,他們的晶體結(jié)構(gòu)大體上還是沒有變化,但它的K值卻變了。據(jù)分析,不同成分的固溶體,比如Al中可以溶解一些其它元素如Zn,Mg等,不同固溶度下的Al固溶體的K值肯定是不同的。對于合成樣品,化學(xué)成分的微小差別也會(huì)影響K值。不同地域的蒙脫石,其K值可以相差很大。再次,顆粒度。這里不是說晶粒度,而是說粉末的粒度。也是影響因素之一。影響K值的是晶體的結(jié)構(gòu),原子的占位與摻雜。現(xiàn)在是68頁\一共有125頁\編輯于星期一第三個(gè)問題：PDF卡片上有好多RIR值

關(guān)于K值,還有一個(gè)很讓人困惑的問題。PDF卡片從1938年由J.D.Hanawalt開始發(fā)起制作,至今多少年沒有算過,不過,今天已有多少卡片倒是大概知道,26萬之余。早期制作的卡片上沒有RIR值,最近卡片上一般都標(biāo)有這個(gè)數(shù)據(jù)。但是,26萬張卡片并非26萬種不同的物相。實(shí)際的情況是,一種物相有多張不同的PDF卡片與之對應(yīng)。比如MgZn2這種物相,它只有一種結(jié)構(gòu),但是,對應(yīng)的卡片有5張之多。除2張?jiān)缙诘目ㄆ蠜]有標(biāo)RIR值外,另外3張上標(biāo)有3個(gè)不同的RIR值。這就是讓人困惑的問題。我該選哪張卡片上的數(shù)據(jù)呢？實(shí)際上,它們的差別不是很大,分別是3.41,3.43,3.52。隨便選哪一張上的數(shù)據(jù),對計(jì)算結(jié)果影響都不是很大,因?yàn)?方法本身就是“半定量”的。我們把這3張卡片都找出來,查看3張卡片上的衍射線與我們實(shí)測的衍射線對應(yīng)情況,對應(yīng)得最好的,包括強(qiáng)度大小匹配和衍射角的對應(yīng),就是我們要找的。至于為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況,還是因?yàn)樗鼈兊慕Y(jié)構(gòu)不同。有的卡片數(shù)據(jù)是實(shí)測出來的。有的人測得的數(shù)據(jù)可靠(卡片上標(biāo)記為*),有的人測出來的不可靠,有的卡片是計(jì)算出來的(卡片上標(biāo)記為C)。各人用的計(jì)算方法或者測量工具不同,當(dāng)然就會(huì)得到不同的結(jié)果。也或者各人得到的物相途徑不同,它們在結(jié)構(gòu)上存在某些微小的差別,當(dāng)然RIR值也會(huì)不同。最后,說一句,你如果覺得PDF卡片上的RIR值不可靠,你完全可以自己來測RIR值。假如你有純樣品的話。你可以將其定義為衍射峰的面積之比,甚至可以定義為不用最強(qiáng)線的強(qiáng)度比,而選用次強(qiáng)或再次強(qiáng)線的強(qiáng)度之比(假如樣品中物相的最強(qiáng)線有重疊時(shí),要這么做)?，F(xiàn)在是69頁\一共有125頁\編輯于星期一第四個(gè)問題：什么是物相的衍射強(qiáng)度？

強(qiáng)度是什么？強(qiáng)度表示為每秒的計(jì)數(shù)(Countpersecond,cps)。一個(gè)物相總是有多個(gè)衍射峰,而且由于衍射角不同、多重因子不同、結(jié)構(gòu)因子不同等因素,一個(gè)物相的不同衍射峰的高度是不相同的,當(dāng)然,衍射峰的面積也會(huì)不同。一般說一個(gè)物相的衍射強(qiáng)度不是指在掃描范圍(2θ)內(nèi)全部衍射峰的強(qiáng)度,而是指其最高的那個(gè)衍射峰的高度或者面積。當(dāng)用高度來表示衍射強(qiáng)度時(shí),可以稱為線強(qiáng)度,而用面積來表示強(qiáng)度時(shí)稱為積分強(qiáng)度。上面的說法僅是常用的方法,也是RIR值定義的方法。

那么,能不能有別的方法來定義一個(gè)物相的衍射強(qiáng)度呢？當(dāng)然可以,比如,你想使用某個(gè)物相的次強(qiáng)線的高度來作為該物相的衍射強(qiáng)度也未嘗不可。但是,有一點(diǎn)你要明白。定量分析的計(jì)算式中的RIR值的定義也要跟著變,不能再使用最強(qiáng)峰的峰高來與剛玉的最強(qiáng)線峰高之比了。

能不能用某一個(gè)掃描范圍內(nèi)一個(gè)物相全部或部分衍射峰的高度(或面積)之和來表示這個(gè)物相的衍射強(qiáng)度呢？當(dāng)然可以,不過,同樣地,RIR值的定義也要跟著變?，F(xiàn)在是70頁\一共有125頁\編輯于星期一第五個(gè)問題到底應(yīng)當(dāng)用峰高還是用面積來表示強(qiáng)度呢？

前面已經(jīng)提到,衍射強(qiáng)度的定義與RIR值的定義有差別。因此,在計(jì)算物相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)到底應(yīng)當(dāng)用峰高還是用積分面積來作為衍射強(qiáng)度呢？如果使用峰高,則與衍射的積分強(qiáng)度定義相背,肯定會(huì)帶來誤差,如果使用積分強(qiáng)度,又與RIR值定義相背。因此,不論你使用哪個(gè)值來作為強(qiáng)度都會(huì)存在較大的誤差。

現(xiàn)在,我們來看看,誤差到底從哪里出來的。首先,衍射峰寬度是衍射角的函數(shù),不同衍射角的衍射峰寬度是不同的。低角度的衍射峰總是較窄,但當(dāng)衍射角較高時(shí),我們看到的衍射峰低而寬。其次,不同晶粒尺寸的衍射峰寬度是不同的。細(xì)晶粒物相的衍射峰低而寬,結(jié)晶完好的粗晶粒物相的衍射峰銳而窄。還有,存在應(yīng)力的樣品,同樣使衍射峰變寬。再有就是,如果存在微觀的缺陷,會(huì)使衍射峰的線形變化,也會(huì)影響面積與峰高的關(guān)系。當(dāng)然,我們還得提一提結(jié)晶度的影響。一些結(jié)晶不好的物相,部分地存在非晶,當(dāng)然會(huì)使衍射峰變寬變低。在一些粘土礦物中,這種現(xiàn)象表現(xiàn)得尤為明顯。一個(gè)峰如果變寬了,勢必會(huì)使峰變低，以保持衍射峰的面積基本不變。從這一點(diǎn)來看,如果各物相的衍射峰寬度不同,用面積來作為強(qiáng)度計(jì)算含量似乎要準(zhǔn)確一些?，F(xiàn)在是71頁\一共有125頁\編輯于星期一第六個(gè)問題：用一個(gè)峰的數(shù)據(jù)能表達(dá)一個(gè)物相的強(qiáng)度信息嗎？

回答往往是：不能。上面說到,一般使用物相最強(qiáng)峰的峰高或者面積來表示這個(gè)物相的衍射強(qiáng)度。但是,真的對這樣表示嗎？如果你的樣品是粉末,那么你知道粉末樣品是什么形狀的嗎？假如是完全球狀的,那么,無論你怎么制備樣品,結(jié)果都是無任何擇優(yōu)取向的,因此,用一個(gè)峰的強(qiáng)度就可以表述一個(gè)物相的強(qiáng)度。遺憾的時(shí),沒有幾種粉末是真正球狀的。更多的是其它形狀。比如,石墨往往是片狀的,有些雖然不是片狀的,但也是有棱有角的。試想,如果在樣品的壓片過程中,有人為的因素,比如抖動(dòng)一下,結(jié)果會(huì)怎么樣呢？粉末的排列是不是還會(huì)是完全無序的呢？肯定不是,它們總是會(huì)朝著“整齊”的姿態(tài)排列。因?yàn)榉勰╊w粒排列得越整齊,也就是它們越有序,越是我們所不期望的?，F(xiàn)在是72頁\一共有125頁\編輯于星期一

我們的材料往往是要經(jīng)過加工的。比如拉、拔、壓、軋等等。在這個(gè)加工的過程中,晶?？偸峭ㄟ^一定的滑移面滑移,加工程度越高,晶粒排列得越整齊有序。我們稱這種現(xiàn)象為“擇優(yōu)取向”或存在“織構(gòu)”。

一旦樣品中存在擇優(yōu)取向,所測量出來的衍射峰強(qiáng)度就不能與理論計(jì)算的(按完全無序)結(jié)果一致。你會(huì)發(fā)現(xiàn),我們通常測量的衍射譜與PDF卡片上的強(qiáng)度比完全不對應(yīng)。也許最強(qiáng)峰變成了最不強(qiáng)的峰了,甚至弱到看不到了。就不能用“該物相的最強(qiáng)峰”的強(qiáng)度來計(jì)算含量呢？也許有人會(huì)說,一個(gè)物相總會(huì)有一個(gè)最強(qiáng)峰呀。但是,此最強(qiáng)峰不是那個(gè)最強(qiáng)峰。它與本來的最強(qiáng)峰的衍射角、多重因子、結(jié)構(gòu)因子等等都是不同的,是不可替代的！

于是,有人就想到了一個(gè)事情：“一個(gè)物相的總散射強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)是不變的”。試圖使用一定散射區(qū)內(nèi)的全部衍射峰的強(qiáng)度來作為物相的衍射強(qiáng)度,當(dāng)然,此時(shí)的RIR值也要用此區(qū)域內(nèi)的全部衍射峰強(qiáng)度來計(jì)算。辦法總是人想出來的,你也可以參考相關(guān)的文獻(xiàn),想出自己的辦法來。雖然,不管使用什么辦法,都很難得到真正精確的結(jié)果,但總比不作任何處理要好一些?，F(xiàn)在是73頁\一共有125頁\編輯于星期一第七個(gè)問題：假如我使用幾種強(qiáng)度的表示方法來計(jì)算含量呢？

通過X射線衍射分析軟件的“尋峰”功能。我們能得到衍射峰的峰高和峰面積,不妨試試分別通過峰高和峰面積來計(jì)算物相的含量,然后再作個(gè)平均,也許會(huì)比單純地使用峰高或峰面積來計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確一些。現(xiàn)在是74頁\一共有125頁\編輯于星期一第八個(gè)問題：為什么JADE里沒有這樣的模塊呢？其實(shí)是有的。你看過它的菜單Options里有一個(gè)灰色的命令叫做“Easyquantitative”(快速定量)的東西嗎？有的人安裝上JADE后,一看這個(gè)東西是灰色的,總以為自己的軟件來路不正,是不是少了什么?？梢哉f,真的沒少什么。因?yàn)楸緛砭蜎]有這個(gè)東西。我們在Jade5時(shí)就期望這個(gè)東西在新版本中變成黑的。但是,出了Jade6以后,這個(gè)東西還是灰的。但是,也可以說真的是少了點(diǎn)東西。少了定量這一塊。原因就是這一塊需要單獨(dú)購買。因?yàn)榇蠹叶疾毁I,所有大家都沒得用?？赡艿脑蚴?軟件公司先有了菜單,后來想做這個(gè)程序,可能原先的想法相當(dāng)于前面提到的半定量,帕納科的軟件里就有這個(gè)東西。但是,后來沒有做了,因?yàn)榧夹g(shù)進(jìn)步了,形勢改變了?，F(xiàn)在干脆做成了一個(gè)很復(fù)雜的東西。這個(gè)東西也通過全譜擬合的方法來做定量分析。據(jù)說,這個(gè)東西的功能很強(qiáng)大,但是,要錢買?，F(xiàn)在是75頁\一共有125頁\編輯于星期一計(jì)算結(jié)晶度結(jié)晶度即結(jié)晶的完整程度，結(jié)晶完整的晶體，晶粒較大，內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的排列比較規(guī)則，衍射線強(qiáng)、尖銳且對稱，衍射峰的半高寬接近儀器測量的寬度，結(jié)晶度差的晶體，往往是晶粒過于細(xì)小，晶體中有位錯(cuò)等缺陷，使衍射線峰形寬而彌散。結(jié)晶度越差，衍射能力越弱，衍射峰越寬，直到消失在背景之中?，F(xiàn)在是76頁\一共有125頁\編輯于星期一X射線總的散射強(qiáng)度（除康普頓散射外）的相干散射強(qiáng)度不管晶態(tài)和非晶態(tài)的數(shù)量比如何，總是一個(gè)常數(shù)。因此，從100%的非晶態(tài)標(biāo)樣或100%的晶體標(biāo)樣著手，用以下的一個(gè)計(jì)算公式都可以求得結(jié)晶度：現(xiàn)在是77頁\一共有125頁\編輯于星期一Jade認(rèn)為，由一個(gè)樣品就能計(jì)算出結(jié)晶度來，采用了一個(gè)簡單的計(jì)算公式：例如，一個(gè)樣品的衍射譜中，晶體部分的衍射強(qiáng)度加上非晶體的散射強(qiáng)度之和為100，而所有衍射峰的強(qiáng)度之和為75，那么結(jié)晶度為75%。這是一個(gè)不精確的近似?，F(xiàn)在是78頁\一共有125頁\編輯于星期一結(jié)晶度的計(jì)算過程如下：（1）打開一個(gè)文件（2）對圖譜進(jìn)行平滑（3）對整個(gè)圖進(jìn)行擬合（4）選擇菜單“Report-PeakProfileReport”打開對話框，觀察結(jié)晶度數(shù)據(jù)現(xiàn)在是79頁\一共有125頁\編輯于星期一打印預(yù)覽打印預(yù)覽是Jade中很有特色、功能強(qiáng)度的一個(gè)圖片、文字編輯窗口。在主窗口中用鼠標(biāo)右鍵單擊打印機(jī)按鈕，出現(xiàn)打印預(yù)覽窗口：現(xiàn)在是80頁\一共有125頁\編輯于星期一Print：打印圖譜。Copy：以矢量圖或bmp格式復(fù)制到剪貼板，這是直接將圖片復(fù)制到Word的方式。其中矢量圖比bmp圖更清晰一些。Save：保存圖片文件。Setup：設(shè)置圖譜顯示的各種參數(shù)。參數(shù)設(shè)置較多，包括圖片大小，字體等等。垂直放大：選擇窗口左上角左起第四個(gè)按鈕，然后，在需要垂直放大的局部向上拉伸，局部被垂直放大，放大后顯示放大倍數(shù)。局部放大：選擇放大鏡按鈕，然后按鈕Ctrl鍵，選擇要放大的局部，在適當(dāng)在空白位置畫出放大框，局部被放大到填充此框。文字添加：選擇“A”按鈕，可在圖片上任意位置書寫文字，注意，Jade不支持漢字顯示，只能顯示英文字符。數(shù)字序號(hào)添加：選擇“#”按鈕，可在任意位置點(diǎn)擊，序號(hào)按1開始排列。顯示方式選擇：窗口左邊有四個(gè)方塊形的按鈕，點(diǎn)擊其中一個(gè)，會(huì)有不同的顯示方式出現(xiàn)，上圖中顯示的是測量譜線與標(biāo)準(zhǔn)譜線（物相檢索結(jié)果）分開顯示。一個(gè)圖譜如果測量范圍很寬，可以選擇分段顯示。顯示顏色：在窗口頂部的一組按鈕中，有三種不同的顯示顏色選擇，作為一般圖片保存時(shí)，可選擇多色顯示，如果是需要插入到論文中，最好選擇黑白顯示更加清晰。

現(xiàn)在是81頁\一共有125頁\編輯于星期一圖譜擬合衍射峰一般都可以用一種“鐘罩函數(shù)”來表示，擬合的意義就是把測量的衍射曲線表示為一種函數(shù)形式。在作“點(diǎn)陣常數(shù)精確測量”、“晶粒尺寸和微觀應(yīng)變測量”和“殘余應(yīng)力測量”等工作前都要經(jīng)過“扣背景”——圖形擬合”的步驟。常用工具欄中的擬合命令將全譜擬合，但有時(shí)因?yàn)榇翱谥蟹逄啵?jì)算受阻而不能進(jìn)行，此時(shí)，需要用到手工擬合按鈕。手工擬合：有選擇性地?cái)M合一個(gè)或選定的幾個(gè)峰，其它未被選定的峰不作處理。單擊此按鈕，在需要擬合的峰上單擊，作出選定，依次選定所有需要擬合的峰后，再次單擊此按鈕，開始擬合。如果要取消一個(gè)峰的擬合，在該峰上用鼠標(biāo)右鍵單擊。現(xiàn)在是82頁\一共有125頁\編輯于星期一擬合操作步驟：（1）扣除背景，一般同時(shí)要扣除Kα2；（2）進(jìn)行物相檢索；（3）作一次圖譜平滑，使譜線變得光滑一些，便于精確擬合；（4）點(diǎn)擊常用工具欄中的“擬合”，軟件開始作“全譜擬合”；現(xiàn)在是83頁\一共有125頁\編輯于星期一擬合是一個(gè)復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算過程，需要較長的時(shí)間，在擬合過程中，放大窗口上部出現(xiàn)一條紅線，紅線的光滑度表示了擬合的好壞，如果紅線出現(xiàn)很大的起伏，說明擬合得不好，需要進(jìn)一步擬合，可以重新點(diǎn)擊“擬合”按鈕重新擬合一次。在菜單欄的下面顯示了擬合的進(jìn)程，其中R=……，表示了擬合的誤差，R值越小，表示擬合得越好。擬合過程中，有時(shí)因?yàn)榇翱谥械姆鍞?shù)大多，擬合進(jìn)行不下去，會(huì)出現(xiàn)“TooManyProfilesinZoomWindow！”的提示，此時(shí)，需要縮小角度范圍，或者進(jìn)行人工擬合?，F(xiàn)在是84頁\一共有125頁\編輯于星期一要進(jìn)行人工擬合前，先用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊需要?jiǎng)h除已做的擬合然后，再選擇手動(dòng)工具欄中的“擬合”按鈕。對部分峰進(jìn)行選擇。選峰的方法是：在峰下用鼠標(biāo)左鍵單擊，表示選定一個(gè)峰，用右鍵點(diǎn)擊，表示取消這個(gè)峰。當(dāng)選擇好要擬合的峰以后，再次單擊手動(dòng)工具欄中的“擬合”按鈕，開始擬合。這種有選擇的擬合會(huì)提高擬合誤差R，這是可以理解的，因?yàn)榇藭r(shí)有部分峰沒有參與擬合而進(jìn)入了誤差，另外，那些沒有參與擬合的峰會(huì)作為背景線，使得圖譜的背景線提高?，F(xiàn)在是85頁\一共有125頁\編輯于星期一制作儀器半高寬補(bǔ)正曲線在一些需要儀器半高寬計(jì)算的處理前，必須設(shè)置好儀器的半高寬，Jade使用標(biāo)準(zhǔn)樣品來制作一條隨衍射角變化的半高寬曲線，當(dāng)該曲線制作完成后，保存到參數(shù)文件中，以后測量所有的樣品都使用該曲線所表示的半高寬作為儀器寬度。標(biāo)準(zhǔn)樣品必須是無晶粒細(xì)化、無應(yīng)力（宏觀應(yīng)力或微觀應(yīng)力）、無畸變的完全退火態(tài)樣品，一般采用NIST-LaB6，Silicon-640作為標(biāo)準(zhǔn)樣品?，F(xiàn)在是86頁\一共有125頁\編輯于星期一下面以完全退火態(tài)Si粉作為標(biāo)樣，解釋半高寬曲線的制作方法。第一步：取結(jié)晶完整無應(yīng)力的粗晶Si粉，在300℃退火24小時(shí)。第二步：測量標(biāo)準(zhǔn)樣品的衍射曲線，讀入Jade。第三步：扣除背景和Kα2、尋峰、檢索物相，平滑、作全譜擬合?，F(xiàn)在是87頁\一共有125頁\編輯于星期一第四步：顯示半高寬曲線。點(diǎn)擊菜單“Analyze”→“FWHMCurvePlot”，在窗口中顯示半峰寬補(bǔ)正曲線。第五步：保存并高寬曲線。然后選擇菜單“File”→“Save”→“FWHMCurveofPeaks”。第六步：定制儀器半高寬曲線。選擇菜單“Edit”→“Preferences”

如果儀器作過大的改動(dòng)，或改變儀器的狹縫，需要重新測量半高寬曲線?，F(xiàn)在是88頁\一共有125頁\編輯于星期一計(jì)算晶粒大小及微觀應(yīng)變由于粉末多晶衍射儀使用的是多晶（粉末）樣品，因此，其衍射譜不是由一條一條的衍射線組成，而是由具有一定寬度的衍射峰組成，每個(gè)衍射峰下面都包含了一定的面積。如果把衍射峰簡單地看作是一個(gè)三角形，那么峰的面積等于峰高乘以一半高處的寬度。這個(gè)半高處的高度有個(gè)專門名詞，稱為“半高寬”，F(xiàn)WHM。如果采用的實(shí)驗(yàn)條件完全一樣，那么，測量不同樣品在相同衍射角的衍射峰的FWHM應(yīng)當(dāng)是相同的。這種由實(shí)驗(yàn)條件決定的衍射峰寬度稱為“儀器寬度”。儀器寬度并不是一個(gè)常數(shù)，它隨衍射角有變化。一般隨衍射角變化表示為拋物線形。現(xiàn)在是89頁\一共有125頁\編輯于星期一有些情況下，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)衍射峰變得比常規(guī)的要寬，為什么呢？有多種因素引起這種峰形變寬。這里主要講的有兩種：一、由于樣品的晶粒比常規(guī)樣品的晶粒小，導(dǎo)致倒易球大，使衍射峰加寬了，二、由于材料被加工或熱冷循環(huán)等，在晶粒內(nèi)部產(chǎn)生了微觀的應(yīng)變。之所以稱為微觀應(yīng)變，是因?yàn)檫@種應(yīng)變在一個(gè)晶粒內(nèi)部存在。大尺度上的應(yīng)變稱為宏觀應(yīng)變，需要采用其它方法來測量。還有因?yàn)榫?nèi)的位錯(cuò)、孿晶等因素造成的線形變寬和線形不對稱，不在此這里研究?，F(xiàn)在是90頁\一共有125頁\編輯于星期一這樣，我們知道了儀器本來有個(gè)線形寬，由于晶塊細(xì)化和微觀應(yīng)變的原因會(huì)導(dǎo)致線形更寬。我們要計(jì)算晶粒尺寸或微觀應(yīng)變，首先第一步應(yīng)當(dāng)從測量的寬度中扣除儀器的寬度，得到晶粒細(xì)化或微觀應(yīng)變引起的真實(shí)加寬。但是，這種線形加寬效應(yīng)不是簡單的機(jī)械疊加，而是它們形成的卷積。所以，我們得到一個(gè)樣品的衍射譜以后，首先要做的是從中解卷積，得到樣品因?yàn)榫Я＜?xì)化或微觀應(yīng)變引起的加寬FW（S）。這個(gè)解卷積的過程非常復(fù)雜。但是，因?yàn)槲覀冊谇懊孀隽税敫邔捬a(bǔ)正曲線，并已保存了下來，解卷積的過程，Jade按下列公式進(jìn)行計(jì)算。現(xiàn)在是91頁\一共有125頁\編輯于星期一式中D稱為反卷積參數(shù)，可以定義為1-2之間的值。一般情況下，衍射峰圖形可以用柯西函數(shù)或高斯函數(shù)來表示，或者是它們二者的混合函數(shù)。如果峰形更接近于高斯函數(shù)，設(shè)為2，如果更接近于柯西函數(shù)，則取D=1。另外，當(dāng)半高寬用積分寬度代替時(shí)，則應(yīng)取D值為1。D的取值大小影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單值，但不影響系列樣品的規(guī)律性?，F(xiàn)在是92頁\一共有125頁\編輯于星期一因?yàn)榫Я＜?xì)化和微觀應(yīng)變都產(chǎn)生相同的結(jié)果，那么我們必須分三種情況來說明如何分析。（1）如果樣品為退火粉末，則無應(yīng)變存在，衍射線的寬化完全由晶粒比常規(guī)樣品的小而產(chǎn)生。這時(shí)可用謝樂方程來計(jì)算晶粒的大小。式中Size表示晶塊尺寸（nm），K為常數(shù)，一般取K=1，λ是X射線的波長(nm)，F(xiàn)W（S）是試樣寬化(Rad)，θ則是衍射角(Rad)。計(jì)算晶塊尺寸時(shí)，一般采用低角度的衍射線，如果晶塊尺寸較大，可用較高衍射角的衍射線來代替。晶粒尺寸在30nm左右時(shí)，計(jì)算結(jié)果較為準(zhǔn)確，此式適用范圍為1-100nm。超過100nm的晶塊尺寸不能使用此式來計(jì)算，可以通過其它的照相方法計(jì)算?，F(xiàn)在是93頁\一共有125頁\編輯于星期一（2）如果樣品為合金塊狀樣品，本來結(jié)晶完整，而且加工過程中無破碎，則線形的寬化完全由微觀應(yīng)變引起。式中Strain表示微觀應(yīng)變，它是應(yīng)變量對面間距的比值，用百分?jǐn)?shù)表示?，F(xiàn)在是94頁\一共有125頁\編輯于星期一（3）如果樣品中同時(shí)存在以上兩種因素，需要同時(shí)計(jì)算晶粒尺寸和微觀應(yīng)變。情況就復(fù)雜了，因?yàn)檫@兩種線形加寬效應(yīng)也不是簡單的機(jī)械疊加，而是它們形成的卷積。使用與前面解卷積類似的公式解出兩種因素的大小。由于同時(shí)要求出兩個(gè)未知數(shù)，因此靠一條譜線不能完成。一般使用Hall方法：測量二個(gè)以上的衍射峰的半高寬FW（S），由于晶塊尺寸與晶面指數(shù)有關(guān)，所以要選擇同一方向衍射面，如（111）和（222），或（200）和（400）。以sinθ/λ為橫坐標(biāo)，作

圖，用最小二乘法作直線擬合，直線的斜率為微觀應(yīng)變的兩倍，直線在縱坐標(biāo)上的截距即為晶塊尺寸的倒數(shù)。

現(xiàn)在是95頁\一共有125頁\編輯于星期一操作過程：（1）以慢速度，最好是步進(jìn)掃描方式測量樣品的兩個(gè)以上的衍射峰。（2）讀入Jade，扣除景和Kα2、進(jìn)行物相檢索、平滑，全譜擬合。（3）選擇菜單“Report-Size&StrainPlot”命令，顯示計(jì)算對話框?，F(xiàn)在是96頁\一共有125頁\編輯于星期一（4）根據(jù)樣品的實(shí)際情況在Sizeonly,StrainOnly,Size/strain三種情況下選擇一種情況。（5）調(diào)整D值。（6）查看儀器半高寬補(bǔ)正曲線是否正確。（7）保存，其中Save保存當(dāng)前圖片，Export保存文本格式的計(jì)算結(jié)果。現(xiàn)在是97頁\一共有125頁\編輯于星期一使用說明：使用這種方法計(jì)算的是平均晶粒尺寸，這是因?yàn)閷?shí)際上，不同晶面的尺寸是不同的，計(jì)算結(jié)果是各衍射方向晶粒度的大小。如果需要計(jì)算單一晶面的晶粒尺寸，可以使用窗口中的“計(jì)算峰面積”命令，顯示直觀。如果要分別計(jì)算多個(gè)晶面的晶粒尺寸，則在上面的擬合完成后，選擇菜單“Report-PeakProfileReport”命令，在打開的列表中顯示了各晶面的晶粒尺寸（XS）。現(xiàn)在是98頁\一共有125頁\編輯于星期一角度補(bǔ)正曲線制作在一些需要精確角度的計(jì)算處理（如點(diǎn)陣常數(shù)的精確測定）前，必須設(shè)置好儀器的角度系統(tǒng)誤差，Jade使用標(biāo)準(zhǔn)樣品來制作一條隨衍射角變化的角度補(bǔ)正曲線。當(dāng)該曲線制作完成后，保存到參數(shù)文件中，以后測量所有的樣品都使用該曲線消除儀器的系統(tǒng)誤差。標(biāo)準(zhǔn)樣品必須是無晶粒細(xì)化、無應(yīng)力（宏觀應(yīng)力或微觀應(yīng)力）、無畸變的完全退火態(tài)樣品，一般采用NIST-LaB6，Silicon-640作為標(biāo)準(zhǔn)樣品?，F(xiàn)在是99頁\一共有125頁\編輯于星期一第一步：與半高寬補(bǔ)正曲線一樣準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)樣品，并測量全譜（可共用一個(gè)文件）。第二步：扣背景和Kα2、物相檢索、平滑、全譜擬合。第三步：選擇菜單“Analyze-ThetaCalibration”命令，打開對話框：單擊“SaveCurve”命令，將當(dāng)前角度補(bǔ)正曲線保存起來。選中“CalibratePatternsonLoadingAutomatically”，在新圖譜調(diào)入時(shí)自動(dòng)作角度補(bǔ)正。現(xiàn)在是100頁\一共有125頁\編輯于星期一計(jì)算點(diǎn)陣常數(shù)晶胞的點(diǎn)陣常數(shù)與很多因素有關(guān)。例如，在對一種合金的物相檢索時(shí)，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，很難精確地將衍射譜與PDF卡片標(biāo)準(zhǔn)譜對應(yīng)起來。角度位置上總有那么一點(diǎn)點(diǎn)差異，這是為什么呢？因?yàn)楹辖鹜ǔＧ闆r下都是固溶體，由于固溶體中溶入了異類原子，而這些異類原子的原子半徑與基體的原子半徑存在差異，從而導(dǎo)致了基體的晶格畸變，也就發(fā)生了基體的點(diǎn)陣常數(shù)擴(kuò)大或縮小。另外，點(diǎn)陣常數(shù)還與溫度有關(guān)，因?yàn)槲覀兌贾馈盁崦浝淇s”的道理，我們也就不難理解在微觀上晶格的變大和變小了。由于摻雜的原因也可以使晶格常數(shù)變化。必須指出的是，這種晶格常數(shù)變化通常是很微小的，一般反映在100-1000nm的數(shù)量級(jí)上。如果儀器的誤差足夠大或者計(jì)算的誤差足夠大，完全可以把這種變化掩蓋或看之不見。點(diǎn)陣常數(shù)計(jì)算的誤差來源于多方面。我們假設(shè)已完全按照“點(diǎn)陣常數(shù)精確測量”的要求測量出了一條衍射譜，并從此開始計(jì)算出精確的點(diǎn)陣常數(shù)來?，F(xiàn)在是101頁\一共有125頁\編輯于星期一下面以某種Al合金為例，講解點(diǎn)陣常數(shù)的精確計(jì)算步驟：第一步：打開文件。第二步：扣背景和Kα2、物相檢索、平滑、全譜擬合。因?yàn)橛?jì)算的只是基體的點(diǎn)陣常數(shù)，因此，不需要檢索出其它相。現(xiàn)在是102頁\一共有125頁\編輯于星期一第三步：選擇菜單“Options-CellRefinement”命令，打開晶胞精修對話框。第四步：按下“Refine”按鈕，Jade自動(dòng)完成精修過程，并在原先顯示晶胞參數(shù)的位置顯示了精修后的結(jié)果。第五步：觀察并保存結(jié)果。結(jié)果保存為純文本文件格式，文件擴(kuò)展名為.abc。如果需要計(jì)算同一樣品中其它某相的點(diǎn)陣常數(shù)，改變PDF卡片列表中的物相名稱，重復(fù)上面的步驟即可。如果測量過程中存在較大的誤差，或者晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，導(dǎo)致晶粒常數(shù)變化非常大，此時(shí)“Refine”按鈕變成灰色不可用，需要先計(jì)算晶體類型（Calc）。問題就變得復(fù)雜了?，F(xiàn)在是103頁\一共有125頁\編輯于星期一計(jì)算殘余應(yīng)力

這里所說的殘余應(yīng)力也稱為宏觀應(yīng)力。殘余應(yīng)力存在于宏觀的尺度上，它與微觀應(yīng)力相對應(yīng)。1961年德國的E.Mchearauch提出了X射線應(yīng)力測定的sin2ψ法，使應(yīng)力測定的實(shí)際應(yīng)用向前推進(jìn)了一大步。

X射線衍射法是一種無損性的測試方法，因此，對于測試脆性和不透明材料的殘余應(yīng)力是最常用的方法。它利用X射線為入射束，以晶面間距作為殘余應(yīng)變的度量。其基本原理是，當(dāng)試樣中存在殘余應(yīng)力時(shí)，晶面間距將發(fā)生變化，發(fā)生布拉格衍射時(shí)，產(chǎn)生的衍射峰也將隨之移動(dòng)，而且移動(dòng)距離的大小與應(yīng)力大小相關(guān)。根據(jù)X射線宏觀殘余應(yīng)力測試原理，用波長λ的X射線，先后數(shù)次以不同的人射角照射到試樣上，測出相應(yīng)的衍射角，求出ψ對sin2ψ的斜率M，便可算出應(yīng)力σ。在使用衍射儀測量應(yīng)力時(shí)，試樣與探測器θ一2θ關(guān)系聯(lián)動(dòng)，屬于固定ψ法。通常ψ=0°、15°、30°、45°測量數(shù)次，然后作2θ一sin2ψ的關(guān)系直線，最后按應(yīng)力表達(dá)σ=K·Δ2θ/Δsin2ψ=K·M求出應(yīng)力值。當(dāng)ψ=0時(shí)，與常規(guī)使用衍射儀的方法一樣，將探測器放在理論算出的衍射角2θ處，此時(shí)入射線及衍射線相對于樣品表面法線呈對稱放射配置。然后使試樣與探測器按θ一2θ聯(lián)動(dòng)。在2θ處附近掃描得出指定的HKL衍射線的圖譜。當(dāng)ψ≠0時(shí)，將衍射儀測角臺(tái)的θ一2θ聯(lián)動(dòng)分開。使樣品順時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)規(guī)定的ψ角后，使探測器仍處于0。然后聯(lián)上θ一2θ聯(lián)動(dòng)裝置在2θ處附近進(jìn)行掃描，得出同一條HKL衍射線的圖譜?，F(xiàn)在是104頁\一共有125頁\編輯于星期一1測量數(shù)據(jù)2讀入文件如果是使用分開保存的方法，應(yīng)同時(shí)讀入各個(gè)文件，如果是一個(gè)文件，讀入文件時(shí)，幾次測量的衍射線同時(shí)顯示在窗口中。3進(jìn)入計(jì)算選擇菜單“Options-CalculateStress”命令，彈出如下的對話框：現(xiàn)在是105頁\一共有125頁\編輯于星期一4輸入ψ角在Psi-Angle下面的各行單擊，稍等一會(huì)，就出現(xiàn)一個(gè)輸入框，在每行都輸入相應(yīng)的ψ角。5曲線擬合單擊“FitOne”或“FitAll”就可以擬合單條曲線或擬合所有的衍射線。6參數(shù)設(shè)置（1）拋物線擬合拋物線擬合方法（ParabolicFit）是一個(gè)選擇框，如果你選擇了該項(xiàng)，Jade以拋物線方法來確定峰位，拋物線擬合的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)你要給定。當(dāng)衍射峰寬化嚴(yán)重而且沒落于背底的情況下，拋物線擬合方法是較好的選擇。（2）選擇正確的峰在掃描范圍內(nèi)如果只有一個(gè)單峰，你單擊“FitAll”按鈕就能擬合全部的測量數(shù)據(jù)，但是，