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MDI Jade 5.0_图文

MDI Jade

前言
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X射线衍射技术在材料、化工、物理、矿物、地质等学科越 来越受到重视,由于现代X射线衍射实验技术的不断完善、 数据处理的自动化程度越来越高,受到研究者的欢迎。 本节课的目的,掌握数据处理能力和对现代衍射仪实验方法 的理解和运用能力。 由于Jade版本不同,操作界面也有不同,某些功能在低版本 中无法看到,而低版本中的某些功能在高版本中有的已经被 删除。 只介绍同学们在以后的科研工作中经常用到的部分,一些需 要其他附件辅助完成的作原理介绍。

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Jade软件的用处
? 物相检索 ? 计算物质质量分数 ? 计算结晶化程度

? 计算晶粒大小及微观应变
? 计算点阵常数

? 计算残余应力
? ……

打开Jade
? 在开始菜单或桌面上找到“MDI

Jade”图标, 双击,一个简单的启动页面过后,就进入到 Jade的主窗口。

打开Jade

读入文件
? 显示读入文件对话框:选择菜单“File

| Patterns...”打开一个读入文件的对话框。

读入文件
? 无法找到文件格式

读入文件
? 读入文件的参数设置:Jade可读取的数据类

型很多,如:
? MDI ASCii Pattern Files(*.mdi) :JADE的默认数 据格式,也是一种通用的纯文本格式,被很多其 它软件所使用。 ? RINT-2000 Binary pattern files(*.raw) :日本理 学仪器数据二进制格式。 ? Jade import ascii pattern files(*.TXT) :通用文 本格式,这种格式的文件可由Jade产生,也可读 入到Jade中。

读入文件

读入文件
? 在文件名上双击或者单击文件名后鼠标左键单击

“Read”,这个文件就被“读入”到主窗口并显示 出来。
? 文件的读入方式有两种:一种是读入,另一种是添

加。
? (1)Read:读入单个文件或同时读入多个选中的文件。 读入时,原来显示在主窗口中的图谱被清除; ? (2)Add:增加文件显示。如果主窗口中已显示了一个 或多个谱,为了不被新添加的文件清除,使用增加的方 式读入文件。

读入文件

读入文件

基本功能操作
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File菜单 :
? 在这一菜单中,主要命令包括读入数据文件的两种方式Patterns和 Thumbnail。
? 另一个特别有用的命令是Save。这个命令具有下级菜单,其中主要的是: ? Save-Primary Pattern as *.txt:将当前窗口中显示的图谱数据以文本格 式(*.txt)保存,以方便用其它作图软件如Origin作图和作其它处理。

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注意: (1)该命令保存的是窗口中显示的图谱,如果窗口中显示的是 某一个图谱的一部分,那么,保存的只有那么一部分。保存前注意设置 显示为Full Range(View-Zoom Window菜单)。 (2)如果保存前作过平滑处理(smooth),则保存的数据为平 滑后的数据而非原始数据。

基本功能操作

基本功能操作

? Edit菜单:

? Preferences命令:在这里可以设置显示、仪器、 报告和个性化的参数。
?这里特别要提一下的是关于仪器半高宽曲线的设置,

在计算晶粒尺寸和微观应变时都要用到这一个参数, 即仪器固有的半高宽。Jade 的做法是测量一个无应变 和晶粒细化的标准样品,绘出它的半高宽- 衍射角曲 线,保存下来,以后在计算晶粒尺寸时,软件自动扣 除仪器宽度。关于半高宽曲线的作法,在“仪器半高 宽补正曲线”一节作详细介绍。

? Display-Keep

PDF overlays for New Pattern File:保存前一图谱的物相检索结果 到下一个打开的文件窗口,可减少同批样品 物相检索的工作量。

? Report-Estimate

Crystallite Size from FWHM Values: 在划峰(计算峰面积)时显 示晶粒尺寸。

? PDF

菜单:

? PDF-Setup 命令:这个命令的作用是导入ICDD PDF 卡片索引。在拥有一个MDI Jade 软件的同 时,你必须拥有一套ICDD PDF 卡片库。在Jade 作物相检索前,必须导入ICDD PDF卡片索引。这 个命令打开PDF-Setup 对话框,建立PDF 卡片索 引。

? Options菜单:

? 这个菜单中主要的功能有: ? Cell Refinement : 晶胞精修,即点阵常数精确测 量。在“计算点阵常数”一节中有详细介绍。 ? Calculate Stress :残余应力测量,在“残余应力” 一节详细介绍。(Jade6以上版本)

? View

菜单: ? 这个菜单中主要有Zoom window-Full Range 和Zoom Windows-Display Range 命令,前者 设置Zoom 窗口显示全谱,后者设置该窗口 中的显示范围。

? Report

菜单 :

? 这个菜单的作用是显示/ 打印/ 保存各种处理后的 报告,如寻峰报告,物相检索报告,峰形拟合报 告,晶粒尺寸和微观应变计算报告等等。这些报 告既可以打印出来,也可以保存为文件, ? 有些报告保存格式为纯文本文件,但有的报告以 其它格式保存。报告统一以样品名作为文件名, 但不同报告文件的扩展名不同。
? 说明:Jade5以前的版本在View菜单下

? 常用工具栏和手动工具栏:

? 把菜单下面总显示在窗口中的工具栏称为常用工 具栏,而一个悬挂式的菜单,作为常用工具栏的 辅助工具栏称为手动工具栏。

寻峰:自动标记衍射峰位置,强度,高度等数据。 寻峰后如有误标,需要用手动寻峰方式来删除或添加峰标记。鼠标左键点 击某处,增加一个标记,右键单击,删除一个标记。寻峰功能在“寻峰”一 节有专门介绍。

图谱平滑:测量的曲线一般都因“噪声”而使曲线不光滑,在有些处理 后也会出现这种情况,需要将曲线变得光滑一些。 数据平滑的原理是将连续多个数据点求和后取平均值来作为数据点的新 值。因此,每平滑一次,数据就会失真一次。一般采用 9-15 点平滑为 好。 用鼠标右键点击平滑按钮,就会打开平滑参数设置对话框。可选择二次 函数拟合或四次函数拟合。一般使用二次拟合。

峰形拟合:衍射峰一般都可以用一种“钟罩函数”来表示,拟合的意义就是 把测量的衍射曲线表示为一种函数形式。在作“点阵常数精确测量”、“晶 粒尺寸和微 观应 变 测 量”和“残 余 应力 测量” 等 工作前都要经过“ 扣背 景”——图形拟合”的步骤。常用工具栏中的拟合命令将全谱拟合,但有时 因为窗口中峰太多,计算受阻而不能进行,此时,需要用到手工拟合按钮。 拟合方法在“拟合”一节作祥细介绍。

扣除背景:背景是由于样品荧光等多种因素引起的,在有些处理前需要作 背景扣除,单击“BG”一次,显示一条背景线,如果需要调整背景线的位 置,可以用手动工具栏中的“BE”按钮来调整背景线的位置,调整好以后, 再次单击“BG”按钮,背景线以下的面积将被扣除。 如果鼠标右键单击“BG”按钮,弹出背景线扣除方式设置对话框。在此 可选择背景线的线形,线形一般选择Cubic Spline。

? Strip

K-alpha2-Ka1/Ka2 Ratio 2.0:

? 一般X射线衍射都是使用K系辐射, K系辐射中包 括了两小系,即Kα和Kβ辐射。二者的波长相差较 大,Kβ辐射一般通过“石墨晶体单色器”或“滤 波片”被仪器滤掉了,接收到的只有Kα辐射。但 是,Kα辐射中又包括两种波长差很小的Kα1和 Kα2辐射,它们的强度比一般情况下刚好是2/1, 在精确计算点阵常数前必须将 Kα2 扣除,可以通 过扣除背景的功能同时扣除掉Kα2。

物相检索:鼠标单击此按钮,开始检索样品中的物相,一般鼠标右键单击此 按钮,出现一个对话框,对检索参数进行设置,物相检索在“物相检索”一 节中作祥细介绍。
PDF卡片查找:操作方法与 S/M 相似,只是不对图谱进行比较,而是显示满 足检索条件的全部物相列表。

计算峰面积:选择计算峰面积的按钮,然后在峰的下面选择适当背景位置画 一横线,所画横线和峰曲线所组成的部分的面积被显示出来,这一功能同时 显示了峰位、峰高、半高宽和晶粒尺寸(需要在Edit- Preferences命令中设置: Report-Estimate Crystallite Size from FWHM Values)等数据。画峰时,注意 要适当选择好背景位置,一般以两边与背景线能平滑相接为宜。

删除峰:在设备用久了以后,或者因为偶然的原因,在图谱中会出现异常的 很窄的峰,它们根本不是样品的峰,需要删除掉,此时可以用删除峰的功能, 选择该按钮后,在峰下的背景线位置划线,峰被删除。 为了科学研究的严肃性,请不要随意使用此功能。

手动拟合:有选择性地拟合一个或选定的几个峰,其它未被选定的峰不作处 理。单击此按钮,在需要拟合的峰上单击,作出选定,依次选定所有需要拟 合的峰后,再次单击此按钮,开始拟合。如果要取消一个峰的拟合,在该峰 上用鼠标右键单击。
拟合误差:拟合时,窗口中出现一条红线,红线的波动表示误差的大小和出 现误差的位置,误差的大小用R表示。

基本显示操作
? 在放大窗口右下角有一组竖列的按钮,它们

的作用如图如示:

注意:在Jade中,鼠标左键和右键的功能是不同的,左键一般指按先前 已设置好的条件执行某种操作,右键则打开一个对话框,进行条件设置, 然后再执行操作。但是,在这里,左键和右键的功能是相反的功能。

基本显示操作
? 在寻峰或物相检索完成后,在屏幕的右下角

有一横排按钮,它们的主要功能如图所示:

PDF卡片索引的建立
? 在使用JADE开始如物相检索等工作之前,需要有一

张PDF2卡片光盘,并将光盘建立索引。 ? (1)选择菜单PDF-Setup命令,见到索引窗口: ? (2)输入PDF2光盘中PDF2.DAT文件所在位置。 ? (3)选择需要建立索引的PDF2子库,PDF2中共 有14万多张卡片,这些卡片按类保存在不同的子库 中,最简单的办法就是“Select All” 。 ? (4)Go,开始建立索引,建立索引需要大约10分 钟的时间。

物相检索
? 物相检索也就是“物相定性分析”。它的基

本原理是基于以下三条原则:
? (1)任何一种物相都有其特征的衍射谱; ? (2)任何两种物相的衍射谱不可能完全相同; ? (3)多相样品的衍射峰是各物相的机械叠加。
? 因此,通过实验测量或理论计算,建立一个

“已知物相的卡片库”,将所测样品的图谱 与PDF卡片库中的“标准卡片”一一对照, 就能检索出样品中的全部物相。

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物相检索的步骤包括:
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(1)给出检索条件:包括检索子库(有机还是无机、矿物还是金属等等)、样品中可能存在的元 素等; (2)计算机按照给定的检索条件进行检索,将最可能存在的前100种物相列出一个表; (3)从列表中检定出一定存在的物相。

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一般来说,判断一个相是否存在有三个条件:
? (1)标准卡片中的峰位与测量峰的峰位是否匹配,换句话说,一般情况下标准卡片中出现的峰的 位置,样品谱中必须有相应的峰与之对应,即使三条强线对应得非常好,但有另一条较强线位置 明显没有出现衍射峰,也不能确定存在该相,但是,当样品存在明显的择优取向时除外,此时需 要另外考虑择优取向问题; (2)标准卡片的峰强比与样品峰的峰强比要大致相同,但峰强比仅可作参考。如对于金属块状样 品,由于择优取向存在,导致峰强比不一致; (3)检索出来的物相包含的元素在样品中必须存在,如果检索出一个FeO相,但样品中根本不可 能存在Fe元素,则即使其它条件完全吻合,也不能确定样品中存在该相,此时可考虑样品中存在 与FeO晶体结构大体相同的某相。当然,如果你自己也不能确定样品会不会受Fe污染,你就得去做 做元素分析再来了。

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对于无机材料和粘土矿物,一般参考“特征峰”来确定物相,而不要求全部峰的对应,因 为一种粘土矿物中可能包含的元素也可能不同。

? 物相检索步骤: ? 第一轮检索:大海捞针

? (1)打开一个图谱,不作任何处理,鼠标右键 点击“S/M”按钮,打开检索条件设置对话框,去 掉“Use chemistry filter”选项的对号,同时选 择多种PDF子库,检索对象选择为主相(S/M Focus on Major Phases)再点击“OK”按钮, 进入“Search/Match Display”窗口。

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“Search/Match Display”窗口分为三部分:
? 最上面是全谱显示窗口,可以观察全部PDF卡片的衍射线与测量谱的 匹配情况; ? 中间是放大窗口,可观察局部匹配的细节,通过右边的按钮可调整 放大窗口的显示范围和放大比例,以便观察得更加清楚; ? 窗口的最下面是检索列表,从上至下列出最可能的100种物相,一般 按“FOM”由小到大的顺序排列,FOM是匹配率的倒数,数值越小, 表示匹配性越高。

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在列表右边的按钮中,上下双向箭头(下方)用来调整标准 线的高度,左右双向箭头则可调整标准线的左右位置,这个 功能在固溶体合金的物相分析中很有用,因为固溶体的晶胞 参数与标准卡片的谱线对比总有偏移(固为固溶原子的半径 与溶质原子半径不同,造成晶格畸变)。 物相检定完成,关闭这个窗口返回到主窗口中。 使用这种方式,一般可检测出主要的物相。

? 第二轮:限定条件的检索

? 限定条件主要是限定样品中存在的“元素”或化 学成分,在“Use chemistry filter”选项前加上对 号,进入到元素周期表对话框。 ? 将样品中可能存在的元素全部输入,点击“OK”, 返回到前一对话框界面,此时可选择检索对象为 次要相或微量相(S/M Focus on Minor Phases或 S/M Focus on Trace Phases)。其它下面的操作 就完全相同了。
? 此步骤一般能将剩余相都检索出来。

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如果检索尚未全部完成,即还有多余的衍射线未检定出相应的相来,可 逐步减少元素个数,重复上面的步骤,或按某些元素的组合,尝试一些 化合物的存在。如某样品中可能存在Al,Sn,O,Ag等元素,可尝是否存在 Sn-O化合物,此时元素限定为Sn和O,暂时去掉其它元素。 在化学元素选定时,有三种选择,即“不可能”、“可能”和“一定存 在”。“不可能”就是不存在,也就是不选该元素。“可能”就是被检 索的物相中可能存在该元素,也可以不存在该元素,如选择了三个元素 “Li、Mn、O”三种元素都为“可能”,则在这三种元素的任意组合中去 检索。“一定存在”表示了被检索的物相中一定存在该元素,如选定了 “Fe”为“一定存在”,而“O”为可能,则检索对象为“Fe”和铁的全部 氧化物相。“可能”的标记为蓝色,“一定存在”的标记为绿色。 有些情况下,虽然材料中不含非金属元素O、Cl等元素,但由于样品制备 过程中可能被氧化或氯化,在多种尝试后尚不能确定物相的情况下,应 当考虑加入这些元素,尝试金属盐、酸、碱的存在。

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第三轮:单峰搜索
? 如果经过前两轮尚有不能检出的物相存在,也就是有个别的小峰未被检索出 物相来,那么,此时最有可能成功的就是单峰搜索。 ? 单峰搜索:即指定一个未被检索出的峰,在PDF卡片库中搜索在此处出现衍 射峰的物相列表,然后从列表中检出物相。 ? 方法如下:在主窗口中选择“计算峰面积”按钮,在峰下划出一条底线,该 峰被指定,鼠标右键点击“S/M”,此时,检索对象变为灰色不可调(Jade 5中显示为“Painted Peaks”)。此时,你可以限定元素或不限定元素,软 件会列出在此峰位置出现衍射峰的标准卡片列表。其它操作则无别样。

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通过以上三轮搜索,99.9%的样品都能检索出全部物相。 应当指出,正确地全面地检索物相不但需要熟练地掌握Jade物相检索的 方法和技巧,而且,更重要的是需要研究课题方面的专业知识。除此以 外,还要不厌其烦地反复尝试各种可能。在物相检索不能完成时,不应 当责怪软件的无能,应当先去查阅相关的文献。另外,虽然PDF卡片每 年都有更新,目前已超过140000张卡片,但并不是每个物相都一定能从 卡片库中找到。这时应当考虑是否有新的物相产生,或者是检索中存在 错误的确认。

? 物相检索结果的输出:

? 如果只是想调查有哪些相,保存一张图片就可以 了。 ? 检索完成后,鼠标右键点击常用工具栏中的“打 印机”按钮,转到“打印预览”窗口,可保存/复 制/打印/编辑检索结果。 ? 如果需要每个峰的角度、强度、半高宽、对应的 物相等数据,则可以通过菜单“Report”来查看、 保存和打印。

PDF卡片查找
? 有时,我们的目的不是要从某样品中检索出

物相,而是要查找某一张卡片。用到光盘检 索功能。 ? 输入卡片号:
? 如果知道卡片号,直接在“光盘”右边的文本栏 中输入卡片号,如39-1395,然后,按回车键。 下方有一个PDF卡片列表组合框,输入的卡片在 框中被加入,点击卡片张数可打开PDF卡片列表 来查看。

? 按成分查找

? 如果需要查找某种化合物,如氧化铁,则鼠标右 键点击“光盘”,出现元素周期表,选定Fe和O 为“一定存在”,再单击“OK”出现一个列表, 显示了所有Fe-O化合物的物相。

寻峰
? 寻峰就是把图谱中的峰位标定出来,鉴别出

图谱的某个起伏是否一个真正的峰。寻峰并 不是一开始就要做的。有些操作,如物相鉴 定过程中会标定峰位。每一个衍射峰都有许 多数据来说明,如峰高、峰面积、半高宽、 对应的物相、衍射面指数、由半高宽计算出 来的晶粒大小等等。这些数据在一些计算中 有用。

? 寻峰

? 单击常用工具栏中的“寻峰”按钮,Jade将按一定的数 学计算方法来标定峰。一般来说,是按数学上的“二阶 导数”是否为0来确定是否一个峰的存在。因此,只要符 合这个条件的峰起伏都会判定为峰,而有些峰因为不是 那么精确地符合这个条件,而被漏判。 ? 因此,在寻峰之前,一般都作一次“平滑”,以减少误 判。另外,在寻峰之后,一定要仔细检查,并用手动工 具栏中的“手动寻峰”来增加漏判的峰(鼠标左键在峰 下面单击)或清除误判的峰(鼠标右键单击)。

? 寻峰报告

? 寻峰之后,就可以观察和输出“寻峰报告”了。 ? 选择菜单命令“Report-Peak Search Report”, 会列出报告:

? 单击“Save”结果保存为“样品名.PID”。这

是一个纯文本文件。文件中的积分强度可用 于计算相含量。

? 物相鉴定后的峰报告



? 在物相鉴定后,选择菜单命令“Report-Peak ID(Extended)”,打开峰检索报告。 ? 在这个报告里列出了每一个峰的衍射角、面间距、测量 的峰强度(峰高)、对应的物相和晶面指数,同时也列 出了标准卡片上的衍射角、标准衍射角与测量值之间的 差值。 ? 单击“Save/Export”报告内容被保存为“.IDE”文件, 也是一种纯文本类型的文件。可以用记事本打开。
? 注意每一种物相都有其最大的衍射强度峰

(I%=100)。这个峰的积分强度数据(在.IDE文 件中),才是使用RIR(K值法)计算相含量的数据。

RIR法计算物质质量分数
? MDI

Jade具有RIR定量分析的功能,但是,一般都 需要另外购买软件模块。在没有这个功能的情况下 可以根据以上的思路来解决日常定量分析的问题。 ? 操作思路:
? (1)打开衍射谱文件,准确无误地进行物相鉴定,每一 个相都必须鉴定出来(如果存在非晶,将非晶当作一个 相来看待)。 ? (2)选择菜单“Report-Peak ID(Extended)” ,查看峰的 物相鉴定报告,将标准卡片上标明为I%=100的峰留下, 其余峰都删除,结果保存为“样品名.IDE”文件。 ? (3)选择菜单“Report-Peak Search Report”, 查看峰 搜索报告(并不需要经过寻峰过程),并保存。文件名 为“样品名.PID”.

? (4)单击

“PDF卡片列表”后的数字。显示 物相鉴定过程中产生的PDF卡片列表。样品 中包含的物相都列在此表中。单击保存按钮。 打开保存对话框。并选择文件类型为“.PDF”。 此文件也是纯文本文件类型。文件中保存的 是每个相的名称、化学式和RIR值。

关于物相定量分析的几个问题
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第一个问题:为什么不能做物相定量? ? 样品往往不是单一物相,因此,人们总想了解其中某种相的 含量。人们的理解总是认为哪怕只是一种近似的结果,也 比没有结果要好。 ? 为了要说明定量分析的问题,我们先了解一下,一张X射线 衍射谱图中包含一些什么信息。这些信息主要有三个方 面,也是三个方面的应用:
一是衍射峰的位置。这方面的信息主要用于物相的鉴定、晶胞参 数的精修、残余应力的测量。 ? 二是衍射峰的峰高或者面积,我们称之为强度。这方面的信息主 要用于物相的含量、结晶度以及织构的计算。 ? 三是衍射峰的形状,我们称为线形。这方面的信息又包括两个方 面,其一是衍射峰的宽度,我们可以用来计算晶粒大小和微观应变。 另一个则是线的形状,主要是指峰形是否对称,这方面用来计算位 错、层错等。
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? 不同的实验目的,实验的观察点不同,也就是强

调的对象是不同的,如果仅仅为了鉴定物相,一 个常规的实验条件就完全可以应付,如果要做 晶胞的精修,则需要严格一些的实验条件。如 果要做定量分析,我们的强调点是峰的强度。

? 我们为什么能利用衍射谱来做物相的含量分

析呢?其原理就是基于物相的含量W与该物 相的衍射强度成正比。可以简单地写成W=CI。 W是物相的质量分数,I是该物相的衍射强度。 C是一个系数,但不是一个常系数。不过,在一 定条件下它是一个常数。

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遗憾的是,这个常数通常不能通过理论计算得出,而是需要通 过实验来测量,每当实验条件改变(包括样品中的物相种类的 改变、任一物相含量的改变、观察峰的改变、甚至于物相产 地改变、所用辐射改变、晶粒尺寸改变)这个系数是变化的。 围绕如何想办法得到这个系数C,历代的科研工作者推导出 了十几种具体的测量方法,而这些方法又是在某种环境下能 使用在另一种环境下不能使用的。每种方法的不同要求等于 给实验方法本身加上了一把锁,使得人们不能真正好好地、 简便地利用它。

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这些方法主要包括两方面:
? 一种是需要标样的,称为“有标法”。也就是说,除了要测的样品,需要 往样品中加入某种纯物质。而这些个纯物质往往是不易求得的。比 如,某人在合成一种新物质,总是发现合成物中有各种各样的杂质,他希 望计算一下不同条件下这种新物质的含量。实验方法要求他提供这 种新物质的纯样品。但是,得到的纯物质也许与原样品中的该物质结 构发生某些变化。这样虽然得到了纯物质,但是,由于结构的变化,使C 也变了。计算出来的结果还是不准。

? 由于有标法很难用,因此有人就着手研究“无标法” 了。这些方法通过理论计算K,或者按某种方法直 接比强度。由于晶体结构的复杂性,理论计算C的 可能性很小,目前实用的大概只有“钢中残留奥氏 体的测量”(有国家标准)。直接比强度法理论是 可行的。但是,也附加了很多种条件。比如,要测 的样品中有两个相,需要另外提供一个也含有这样 两个相(多一个或少一个都不行),含量又不同于待 测样的附加样品。通过理论计算还是可以的。

? 说了这些困难,也就是为了说明一个事实,为什么一

般实验室在做物相鉴定时说得头头是道,而你想测物 相含量时,他只有两个字回答你:不做!

第二个问题:关于K值的问题 ? 影响K值的因素有很多。
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? 首先, 晶粒大小的影响。比如, 纳米晶粒样品和微米级晶粒样品, K值 会相差十倍。 ? 其次,化学成份的影响。很多物相都不能算做纯物相,比如某种合金的 固溶体,某种蒙脱石。虽然,他们的晶体结构大体上还是没有变化,但它 的K值却变了。据分析,不同成分的固溶体,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固溶体的K值肯定是不同的。对 于合成样品,化学成分的微小差别也会影响K值。不同地域的蒙脱石, 其K值可以相差很大。 ? 再次,颗粒度。这里不是说晶粒度,而是说粉末的粒度。也是影响因素 之一。影响K值的是晶体的结构,原子的占位与掺杂。

第三个问题:PDF卡片上有好多RIR值 关于K值,还有一个很让人困惑的问题。PDF卡片从1938年由J.D.Hanawalt开始发起制作, 至今多少年没有算过,不过,今天已有多少卡片倒是大概知道,26万之余。早期制作的卡片上 没有RIR值,最近卡片上一般都标有这个数据。但是,26万张卡片并非26万种不同的物相。实 际的情况是,一种物相有多张不同的PDF卡片与之对应。比如MgZn2这种物相,它只有一种结 构,但是,对应的卡片有5张之多。除2张早期的卡片上没有标RIR值外,另外3张上标有3个不 同的RIR值。这就是让人困惑的问题。我该选哪张卡片上的数据呢?实际上,它们的差别不 是很大,分别是3.41,3.43,3.52。随便选哪一张上的数据,对计算结果影响都不是很大,因为, 方法本身就是“半定量”的。 ? 我们把这3张卡片都找出来,查看3张卡片上的衍射线与我们实测的衍射线对应情况,对应 得最好的,包括强度大小匹配和衍射角的对应,就是我们要找的。至于为什么会出现这种情 况,还是因为它们的结构不同。 ? 有的卡片数据是实测出来的。有的人测得的数据可靠(卡片上标记为*),有的人测出来的 不可靠,有的卡片是计算出来的(卡片上标记为C)。各人用的计算方法或者测量工具不同,当 然就会得到不同的结果。也或者各人得到的物相途径不同,它们在结构上存在某些微小的差 别,当然RIR值也会不同。 最后,说一句,你如果觉得PDF卡片上的RIR值不可靠,你完全可以 自己来测RIR值。假如你有纯样品的话。你可以将其定义为衍射峰的面积之比,甚至可以定 义为不用最强线的强度比,而选用次强或再次强线的强度之比(假如样品中物相的最强线有 重叠时,要这么做)。
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第四个问题:什么是物相的衍射强度? 强度是什么?强度表示为每秒的计数(Count per second, cps)。一个 物相总是有多个衍射峰,而且由于衍射角不同、多重因子不同、结构因子 不同等因素,一个物相的不同衍射峰的高度是不相同的,当然,衍射峰的面 积也会不同。一般说一个物相的衍射强度不是指在扫描范围(2θ)内全部 衍射峰的强度,而是指其最高的那个衍射峰的高度或者面积。当用高度来 表示衍射强度时,可以称为线强度,而用面积来表示强度时称为积分强度。 上面的说法仅是常用的方法,也是RIR值定义的方法。 那么,能不能有别的方法来定义一个物相的衍射强度呢?当然可以,比 如,你想使用某个物相的次强线的高度来作为该物相的衍射强度也未尝不 可。但是,有一点你要明白。定量分析的计算式中的RIR值的定义也要跟 着变,不能再使用最强峰的峰高来与刚玉的最强线峰高之比了。 能不能用某一个扫描范围内一个物相全部或部分衍射峰的高度(或面 积)之和来表示这个物相的衍射强度呢?当然可以,不过,同样地,RIR值的 定义也要跟着变。

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第五个问题 到底应当用峰高还是用面积来表示强度呢? 前面已经提到,衍射强度的定义与RIR值的定义有差别。因此,在计算 物相的质量分数时到底应当用峰高还是用积分面积来作为衍射强度呢? 如果使用峰高,则与衍射的积分强度定义相背,肯定会带来误差,如果使用 积分强度,又与RIR值定义相背。因此,不论你使用哪个值来作为强度都会 存在较大的误差。 现在,我们来看看,误差到底从哪里出来的。首先,衍射峰宽度是衍射角 的函数,不同衍射角的衍射峰宽度是不同的。低角度的衍射峰总是较窄, 但当衍射角较高时,我们看到的衍射峰低而宽。其次,不同晶粒尺寸的衍 射峰宽度是不同的。细晶粒物相的衍射峰低而宽,结晶完好的粗晶粒物相 的衍射峰锐而窄。还有,存在应力的样品,同样使衍射峰变宽。再有就是, 如果存在微观的缺陷,会使衍射峰的线形变化,也会影响面积与峰高的关 系。当然,我们还得提一提结晶度的影响。一些结晶不好的物相,部分地 存在非晶,当然会使衍射峰变宽变低。在一些粘土矿物中,这种现象表现 得尤为明显。一个峰如果变宽了,势必会使峰变低,以保持衍射峰的面积 基本不变。从这一点来看,如果各物相的衍射峰宽度不同,用面积来作为 强度计算含量似乎要准确一些。

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第六个问题:用一个峰的数据能表达一个物相的强度信息吗? 回答往往是:不能。上面说到,一般使用物相最强峰的峰高或者面积 来表示这个物相的衍射强度。但是,真的对这样表示吗?如果你的样品是 粉末,那么你知道粉末样品是什么形状的吗?假如是完全球状的,那么,无 论你怎么制备样品,结果都是无任何择优取向的,因此,用一个峰的强度就 可以表述一个物相的强度。 遗憾的时,没有几种粉末是真正球状的。更多的是其它形状。比如,石 墨往往是片状的,有些虽然不是片状的,但也是有棱有角的。试想,如果在 样品的压片过程中,有人为的因素,比如抖动一下,结果会怎么样呢?粉末 的排列是不是还会是完全无序的呢?肯定不是,它们总是会朝着“整齐” 的姿态排列。因为粉末颗粒排列得越整齐,也就是它们越有序,越是我们 所不期望的。

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我们的材料往往是要经过加工的。比如拉、拔、压、轧等等。在这 个加工的过程中,晶粒总是通过一定的滑移面滑移,加工程度越高,晶粒排 列得越整齐有序。我们称这种现象为“择优取向”或存在“织构”。 一旦样品中存在择优取向,所测量出来的衍射峰强度就不能与理论计 算的(按完全无序)结果一致。你会发现,我们通常测量的衍射谱与PDF卡 片上的强度比完全不对应。也许最强峰变成了最不强的峰了,甚至弱到看 不到了。就不能用“该物相的最强峰”的强度来计算含量呢? 也许有人会说, 一个物相总会有一个最强峰呀。但是,此最强峰不是 那个最强峰。它与本来的最强峰的衍射角、多重因子、结构因子等等都 是不同的,是不可替代的! 于是,有人就想到了一个事情:“一个物相的总散射强度应当是不变 的”。试图使用一定散射区内的全部衍射峰的强度来作为物相的衍射强 度,当然,此时的RIR值也要用此区域内的全部衍射峰强度来计算。 办法总是人想出来的,你也可以参考相关的文献,想出自己的办法来。 虽然,不管使用什么办法,都很难得到真正精确的结果,但总比不作任何处 理要好一些。

? ?

第七个问题:假如我使用几种强度的表示方法来计算含量呢? 通过X射线衍射分析软件的“寻峰”功能。我们能得到 衍射峰的峰高和峰面积,不妨试试分别通过峰高和峰面积来 计算物相的含量,然后再作个平均,也许会比单纯地使用峰高 或峰面积来计算结果更准确一些。

第八个问题:为什么JADE里没有这样的模块呢? ? 其实是有的。你看过它的菜单Options里有一个灰色的命 令叫做“Easy quantitative”(快速定量)的东西吗?有的人安 装上JADE后,一看这个东西是灰色的,总以为自己的软件来路 不正,是不是少了什么。可以说,真的没少什么。因为本来就 没有这个东西。我们在Jade 5时就期望这个东西在新版本中 变成黑的。但是,出了Jade 6以后,这个东西还是灰的。但是, 也可以说真的是少了点东西。少了定量这一块。原因就是这 一块需要单独购买。因为大家都不买,所有大家都没得用。 可能的原因是,软件公司先有了菜单,后来想做这个程序,可能 原先的想法相当于前面提到的半定量,帕纳科的软件里就有 这个东西。但是,后来没有做了,因为技术进步了,形势改变了。 现在干脆做成了一个很复杂的东西。这个东西也通过全谱拟 合的方法来做定量分析。据说,这个东西的功能很强大,但是, 要钱买。
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计算结晶度
? 结晶度即结晶的完整程度,结晶完整的晶体,

晶粒较大,内部质点的排列比较规则,衍射 线强、尖锐且对称,衍射峰的半高宽接近仪 器测量的宽度,结晶度差的晶体,往往是晶 粒过于细小,晶体中有位错等缺陷,使衍射 线峰形宽而弥散。结晶度越差,衍射能力越 弱,衍射峰越宽,直到消失在背景之中。

? X射线总的散射强度(除康普顿散射外)的相

干散射强度不管晶态和非晶态的数量比如何, 总是一个常数。因此,从100%的非晶态标样 或100%的晶体标样着手,用以下的一个计算 公式都可以求得结晶度:

? Jade认为,由一个样品就能计算出结晶度来,

采用了一个简单的计算公式:

? 例如,一个样品的衍射谱中,晶体部分的衍

射强度加上非晶体的散射强度之和为100,而 所有衍射峰的强度之和为75,那么结晶度为 75%。这是一个不精确的近似。

? 结晶度的计算过程如下:

? ? ? ?

(1)打开一个文件 (2)对图谱进行平滑 (3)对整个图进行拟合 (4)选择菜单“Report-Peak Profile Report” 打开对话框,观察结晶度数据

打印预览
? 打印预览是Jade中很有特色、功能强度的一

个图片、文字编辑窗口。 ? 在主窗口中用鼠标右键单击打印机按钮,出 现打印预览窗口:

? ? ? ?

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Print:打印图谱。 Copy:以矢量图或bmp格式复制到剪贴板,这是直接将图片复制到Word的方式。其中矢 量图比bmp图更清晰一些。 Save:保存图片文件。 Setup:设置图谱显示的各种参数。参数设置较多,包括图片大小,字体等等。 垂直放大:选择窗口左上角左起第四个按钮,然后,在需要垂直放大的局部向上拉伸,局 部被垂直放大,放大后显示放大倍数。 局部放大:选择放大镜按钮,然后按钮Ctrl键,选择要放大的局部,在适当在空白位置画 出放大框,局部被放大到填充此框。 文字添加:选择“A”按钮,可在图片上任意位置书写文字,注意,Jade不支持汉字显示, 只能显示英文字符。 数字序号添加:选择“#”按钮,可在任意位置点击,序号按1开始排列。 显示方式选择:窗口左边有四个方块形的按钮,点击其中一个,会有不同的显示方式出现, 上图中显示的是测量谱线与标准谱线(物相检索结果)分开显示。一个图谱如果测量范围 很宽,可以选择分段显示。 显示颜色:在窗口顶部的一组按钮中,有三种不同的显示颜色选择,作为一般图片保存时, 可选择多色显示,如果是需要插入到论文中,最好选择黑白显示更加清晰。

图谱拟合
? 衍射峰一般都可以用一种“钟罩函数”来表示,拟

合的意义就是把测量的衍射曲线表示为一种函数形 式。在作“点阵常数精确测量”、“晶粒尺寸和微 观应变测量”和“残余应力测量”等工作前都要经 过“扣背景”——图形拟合”的步骤。常用工具栏 中的拟合命令将全谱拟合,但有时因为窗口中峰太 多,计算受阻而不能进行,此时,需要用到手工拟 合按钮。 ? 手工拟合:有选择性地拟合一个或选定的几个峰, 其它未被选定的峰不作处理。单击此按钮,在需要 拟合的峰上单击,作出选定,依次选定所有需要拟 合的峰后,再次单击此按钮,开始拟合。如果要取 消一个峰的拟合,在该峰上用鼠标右键单击。

? 拟合操作步骤:

? (1)扣除背景,一般同时要扣除Kα2; ? (2)进行物相检索; ? (3)作一次图谱平滑,使谱线变得光滑一些, 便于精确拟合; ? (4)点击常用工具栏中的“拟合”,软件开始 作“全谱拟合”;

? 拟合是一个复杂的数学计算过程,需要较长的时间,

在拟合过程中,放大窗口上部出现一条红线,红线 的光滑度表示了拟合的好坏,如果红线出现很大的 起伏,说明拟合得不好,需要进一步拟合,可以重 新点击“拟合”按钮重新拟合一次。在菜单栏的下 面显示了拟合的进程,其中R=……,表示了拟合 的误差,R值越小,表示拟合得越好。 ? 拟合过程中,有时因为窗口中的峰数大多,拟合进 行不下去,会出现“Too Many Profiles in Zoom Window !”的提示,此时,需要缩小角度范围, 或者进行人工拟合。

? 要进行人工拟合前,先用鼠标右键点击需要删除已

做的拟合然后,再选择手动工具栏中的“拟合”按 钮。对部分峰进行选择。 ? 选峰的方法是:在峰下用鼠标左键单击,表示选定 一个峰,用右键点击,表示取消这个峰。当选择好 要拟合的峰以后,再次单击手动工具栏中的“拟合” 按钮,开始拟合。 ? 这种有选择的拟合会提高拟合误差R,这是可以理 解的,因为此时有部分峰没有参与拟合而进入了误 差,另外,那些没有参与拟合的峰会作为背景线, 使得图谱的背景线提高。

制作仪器半高宽补正曲线
? 在一些需要仪器半高宽计算的处理前,必须设置好

仪器的半高宽,Jade使用标准样品来制作一条随衍 射角变化的半高宽曲线,当该曲线制作完成后,保 存到参数文件中,以后测量所有的样品都使用该曲 线所表示的半高宽作为仪器宽度。 ? 标准样品必须是无晶粒细化、无应力(宏观应力或 微观应力)、无畸变的完全退火态样品,一般采用 NIST-LaB6,Silicon-640作为标准样品。

? 下面以完全退火态Si粉作为标样,解释半高

宽曲线的制作方法。
? 第一步:取结晶完整无应力的粗晶Si粉,在 300℃退火24小时。 ? 第二步:测量标准样品的衍射曲线,读入Jade。 ? 第三步:扣除背景和Kα2、寻峰、检索物相, 平 滑、作全谱拟合。

? 第四步:显示半高宽曲线。点击菜单 “Analyze”→“FWHM Curve Plot”,在窗口中 显示半峰宽补正曲线。 ? 第五步:保存并高宽曲线。然后选择菜单“File” →“Save” →“FWHM Curve of Peaks”。 ? 第六步:定制仪器半高宽曲线。选择菜单 “Edit”→“Preferences”
? 如果仪器作过大的改动,或改变仪器的狭缝,

需要重新测量半高宽曲线。

计算晶粒大小及微观应变
? 由于粉末多晶衍射仪使用的是多晶(粉末)样品,

因此,其衍射谱不是由一条一条的衍射线组成,而 是由具有一定宽度的衍射峰组成,每个衍射峰下面 都包含了一定的面积。 ? 如果把衍射峰简单地看作是一个三角形,那么峰的 面积等于峰高乘以一半高处的宽度。这个半高处的 高度有个专门名词,称为“半高宽”,FWHM。 ? 如果采用的实验条件完全一样,那么,测量不同样 品在相同衍射角的衍射峰的FWHM应当是相同的。 这种由实验条件决定的衍射峰宽度称为“仪器宽 度”。仪器宽度并不是一个常数,它随衍射角有变 化。一般随衍射角变化表示为抛物线形。

? 有些情况下,我们会发现衍射峰变得比常规的要宽,

为什么呢? ? 有多种因素引起这种峰形变宽。这里主要讲的有两 种:
? 一、由于样品的晶粒比常规样品的晶粒小,导致倒易球 大,使衍射峰加宽了, ? 二、由于材料被加工或热冷循环等,在晶粒内部产生了 微观的应变。之所以称为微观应变,是因为这种应变在 一个晶粒内部存在。大尺度上的应变称为宏观应变,需 要采用其它方法来测量。
? 还有因为晶内的位错、孪晶等因素造成的线形变宽和线 形不对称,不在此这里研究。

? 这样,我们知道了仪器本来有个线形宽,由于晶块

细化和微观应变的原因会导致线形更宽。 ? 我们要计算晶粒尺寸或微观应变,首先第一步应当 从测量的宽度中扣除仪器的宽度,得到晶粒细化或 微观应变引起的真实加宽。 ? 但是,这种线形加宽效应不是简单的机械叠加,而 是它们形成的卷积。所以,我们得到一个样品的衍 射谱以后,首先要做的是从中解卷积,得到样品因 为晶粒细化或微观应变引起的加宽FW(S)。 ? 这个解卷积的过程非常复杂。但是,因为我们在前 面做了半高宽补正曲线,并已保存了下来,解卷积 的过程,Jade按下列公式进行计算。

? 式中D称为反卷积参数,可以定义为1-2之间

的值。一般情况下,衍射峰图形可以用柯西 函数或高斯函数来表示,或者是它们二者的 混合函数。如果峰形更接近于高斯函数,设 为2,如果更接近于柯西函数,则取D=1。 另外,当半高宽用积分宽度代替时,则应取D 值为1。D的取值大小影响实验结果的单值, 但不影响系列样品的规律性。

?

因为晶粒细化和微观应变都产生相同的结果,那么我们必须分三种情况 来说明如何分析。
? (1)如果样品为退火粉末,则无应变存在,衍射线的宽化完全由晶粒比常 规样品的小而产生。这时可用谢乐方程来计算晶粒的大小。

? ?

式中Size表示晶块尺寸(nm),K为常数,一般取K=1,λ是X射线的波 长(nm),FW(S)是试样宽化(Rad),θ则是衍射角(Rad)。 计算晶块尺寸时,一般采用低角度的衍射线,如果晶块尺寸较大,可用 较高衍射角的衍射线来代替。晶粒尺寸在30nm左右时,计算结果较为准 确,此式适用范围为1-100nm。超过100nm的晶块尺寸不能使用此式 来计算,可以通过其它的照相方法计算。

? (2)如果样品为合金块状样品,本来结晶完整, 而且加工过程中无破碎,则线形的宽化完全由微 观应变引起。

? 式中Strain表示微观应变,它是应变量对面间

距的比值,用百分数表示。

? (3)如果样品中同时存在以上两种因素,需要同时计算 晶粒尺寸和微观应变。情况就复杂了,因为这两种线形 加宽效应也不是简单的机械叠加,而是它们形成的卷积。 使用与前面解卷积类似的公式解出两种因素的大小。由 于同时要求出两个未知数,因此靠一条谱线不能完成。 一般使用Hall方法:测量二个以上的衍射峰的半高宽FW (S),由于晶块尺寸与晶面指数有关,所以要选择同一 方向衍射面,如(111)和(222),或(200)和 (400)。以sinθ/λ为横坐标,作
?

图,用最小二乘法作直线拟合,直线的斜率为微观应变 的两倍,直线在纵坐标上的截距即为晶块尺寸的倒数。

? 操作过程:

? (1)以慢速度,最好是步进扫描方式测量样品 的两个以上的衍射峰。 ? (2)读入Jade,扣除景和Kα2、进行物相检索、 平滑,全谱拟合。 ? (3)选择菜单“Report-Size & Strain Plot” 命令,显示计算对话框。

? (4)根据样品的实际情况在Size only, Strain Only, Size/strain三种情况下选择一种情况。 ? (5)调整D值。 ? (6)查看仪器半高宽补正曲线是否正确。 ? (7)保存,其中Save保存当前图片,Export保 存文本格式的计算结果。

? 使用说明:

? 使用这种方法计算的是平均晶粒尺寸,这是因为 实际上,不同晶面的尺寸是不同的,计算结果是 各衍射方向晶粒度的大小。如果需要计算单一晶 面的晶粒尺寸,可以使用窗口中的“计算峰面积” 命令,显示直观。 ? 如果要分别计算多个晶面的晶粒尺寸,则在上面 的拟合完成后,选择菜单“Report-Peak Profile Report”命令,在打开的列表中显示了各 晶面的晶粒尺寸(XS)。

角度补正曲线制作
? 在一些需要精确角度的计算处理(如点阵常数的精

确测定)前,必须设置好仪器的角度系统误差, Jade使用标准样品来制作一条随衍射角变化的角度 补正曲线。当该曲线制作完成后,保存到参数文件 中,以后测量所有的样品都使用该曲线消除仪器的 系统误差。 ? 标准样品必须是无晶粒细化、无应力(宏观应力或 微观应力)、无畸变的完全退火态样品,一般采用 NIST-LaB6,Silicon-640作为标准样品。

第一步:与半高宽补正曲线一样准备标准样品,并 测量全谱(可共用一个文件)。 ? 第二步:扣背景和Kα2、物相检索、平滑、全谱拟 合。 ? 第三步: 选择菜单“Analyze-Theta Calibration”命 令,打开对话框:
?

? ?

单击“Save Curve”命令,将当前角度补正曲线保存起来。 选中“Calibrate Patterns on Loading Automatically”, 在新图谱调入时自动作角度补正。

计算点阵常数
?

晶胞的点阵常数与很多因素有关。例如,在对一种合金的物相检索时, 可能会发现,很难精确地将衍射谱与PDF卡片标准谱对应起来。角度位 置上总有那么一点点差异,这是为什么呢?
? 因为合金通常情况下都是固溶体,由于固溶体中溶入了异类原子,而这些异 类原子的原子半径与基体的原子半径存在差异,从而导致了基体的晶格畸变, 也就发生了基体的点阵常数扩大或缩小。 ? 另外,点阵常数还与温度有关,因为我们都知道“热胀冷缩”的道理,我们 也就不难理解在微观上晶格的变大和变小了。 ? 由于掺杂的原因也可以使晶格常数变化。

?

?

必须指出的是,这种晶格常数变化通常是很微小的,一般反映在1001000nm的数量级上。如果仪器的误差足够大或者计算的误差足够大, 完全可以把这种变化掩盖或看之不见。点阵常数计算的误差来源于多方 面。 我们假设已完全按照“点阵常数精确测量”的要求测量出了一条衍射谱, 并从此开始计算出精确的点阵常数来。

? 下面以某种Al合金为例,讲解点阵常数的精

确计算步骤: ? 第一步:打开文件。 ? 第二步:扣背景和Kα2、物相检索、平滑、 全谱拟合。
? 因为计算的只是基体的点阵常数,因此,不需要 检索出其它相。

? ? ?

第三步:选择菜单“Options-Cell Refinement”命令,打 开晶胞精修对话框。 第四步:按下“Refine”按钮,Jade自动完成精修过程,并 在原先显示晶胞参数的位置显示了精修后的结果。 第五步:观察并保存结果。结果保存为纯文本文件格式,文 件扩展名为.abc。 如果需要计算同一样品中其它某相的点阵常数,改变PDF卡 片列表中的物相名称,重复上面的步骤即可。 如果测量过程中存在较大的误差,或者晶体结构发生了变化, 导致晶粒常数变化非常大,此时“Refine”按钮变成灰色不可 用,需要先计算晶体类型(Calc)。问题就变得复杂了。

? ?

计算残余应力
? ?

?

?

?

这里所说的残余应力也称为宏观应力。残余应力存在于宏观的尺度上,它与 微观应力相对应。1961年德国的E.Mchearauch提出了X射线应力测定的sin2ψ法, 使应力测定的实际应用向前推进了一大步。 X射线衍射法是一种无损性的测试方法,因此,对于测试脆性和不透明材料 的残余应力是最常用的方法。它利用X射线为入射束,以晶面间距作为残余应变 的度量。 其基本原理是,当试样中存在残余应力时,晶面间距将发生变化,发生布拉 格衍射时,产生的衍射峰也将随之移动,而且移动距离的大小与应力大小相关。 根据X射线宏观残余应力测试原理,用波长λ的X射线,先后数次以不同的人射角 照射到试样上,测出相应的衍射角,求出ψ对sin2ψ的斜率M,便可算出应力σ。 在使用衍射仪测量应力时,试样与探测器θ一2θ关系联动,属于固定ψ法。通常 ψ=0°、15°、30°、45°测量数次,然后作2θ一sin2ψ的关系直线,最后按应 力表达σ=K· Δ2θ/Δsin2ψ= K· M求出应力值。 当ψ=0时,与常规使用衍射仪的方法一样,将探测器放在理论算出的衍射角 2θ处,此时入射线及衍射线相对于样品表面法线呈对称放射配置。然后使试样 与探测器按θ一2θ联动。在2θ处附近扫描得出指定的HKL衍射线的图谱。 当ψ≠0时,将衍射仪测角台的θ一2θ联动分开。使样品顺时针转过一个规定 的ψ角后,使探测器仍处于0。然后联上θ一2θ联动装置在2θ处附近进行扫描,得 出同一条HKL衍射线的图谱。

?1

测量数据 ? 2 读入文件 ? 如果是使用分开保存的方法,应同时读入各 个文件,如果是一个文件,读入文件时,几 次测量的衍射线同时显示在窗口中。 ? 3 进入计算 ? 选择菜单“Options-Calculate Stress”命令, 弹出如下的对话框:

?

?
? ? ? ? ?

? ?

4 输入ψ角 在Psi-Angle下面的各行单击,稍等一会,就出现一个输入框,在每行都 输入相应的ψ角。 5 曲线拟合 单击“Fit One”或“Fit All”就可以拟合单条曲线或拟合所有的衍射线。 6 参数设置 (1)抛物线拟合 抛物线拟合方法(Parabolic Fit)是一个选择框,如果你选择了该项, Jade以抛物线方法来确定峰位,抛物线拟合的数据点数你要给定。 当衍 射峰宽化严重而且没落于背底的情况下,抛物线拟合方法是较好的选择。 (2)选择正确的峰 在扫描范围内如果只有一个单峰,你单击“Fit All”按钮就能拟合全部的 测量数据,但是,如果在扫描范围内有多个峰存在,你就要用光标来确 定选择哪个峰作为计算应力的峰。

?7

结果的打印、复制和保存 ? Print——打印结果。 ? Ctrl+Print——打印结果同时打印拟合图 ? Copy——拟合图发送到剪贴板 ? Copy(右击)——拟合数据列表发送到剪贴板 ? Save——以图形文件(*.wmf) 格式保存结果图像 ? Save(右击)——以文本文件(*.ksi)格式保存结果

? 其它问题 ? Jade

5不能计算残余应力,也没有多谱拟合 功能。

多谱显示
? Jade允许在在窗口中同时显示多个图谱,这

样便于同系列样品的结果比较。 ? 打开文件:鼠标左键点击 ,打开文件读入 对话框。
? 一次读入多个文件:按住Shift或Ctrl有选择性地 选择要同时显示的文件,然后再单击“Read”按 钮,被选中的文件同时在窗口中重叠地显示出来。

? 图谱分离:单击窗口右下角的

按钮,图谱 开始分离,每点击一次,增加分离度。左键 点击表示图象做正向偏移、右键点击做负向 偏移,按下Ctrl代表Reset,图象回到初始状 态。

? 图谱相对位置的调整: ? 手工动具栏中的“拖拽”按钮被选择后,可

以重新调整图谱的排列顺序。按下此键后, 可以使鼠标对图形在纵向上任意拖拽,如果 同时按下“Shift”,则可以横向移动。

? 当多个图谱显示在窗口中时,在窗口中出现

一组新的按钮,利用它们可以完成调整图谱 的相对位置,高度、左右位置、颜色设置等 一应功能。

? 单击工具栏中的数字“3”(表示现在同时显示了三

条谱线),打开图谱列表框,若选定一个文件,然 后点击“Offset%”,输入10,图象之间都以纵向 10%的间隔错开显示。

? 点击2θ(0),对不同的ID选择不同的2θ偏移量,图

象按设置的偏移量在水平方向上错开显示。

? 图谱显示与打印:多谱图可采用普通的显示

或打印方式。如果同时显示的谱线数大于2, 还可以采用3D显示方式。 ? 选择菜单命令“View-Overlays in 3D”,出 现3D显示窗口,在图上用鼠标右键点击,出 现图中所示的参数设置对话框,可以按需要 设置各种显示参数,如前景色、背景色、墙 体色等。 ? 3D图象可以保存、复制或打印。

多谱拟合
? 在测量残余应力等问题时,需要对多个图谱

进行拟合。
? 第一步:同时读入多个谱; ? 第二步:对图谱进行适当的平滑等基本处理; ? 第三步:拟合第一个图谱;此图谱称之为基底, 其他所有图谱的多峰分离都要依靠它的数据,

? 第四步:鼠标右键单击“拟合”工具命令按钮, 打开对话框。

? 第五步:单击“Fit All Overlays”按钮,Jade对 全部图谱作拟合。

? 第六步:单击“Report”按钮,打开拟合报告窗 口。

? 说明:

? 此功能只有在MDI Jade 6 及其以上版本才可以 使用。多谱单峰拟合也可以通过菜单命令 “Options-Calculate Stress”来完成。因为残 余应力计算时也需要用到拟合。

?

?
?

? ?

?

多谱拟合计算结晶度 下面是一个同时计算一个系列(三个样品)的结晶度的例子。 第一步:先打开三个样品的图谱,并对第一个样品作拟合,拟合的好坏 不但影响当前样品本身的结果,其它样品的拟合也是依据当前样品来计 算的。因此,一定要拟合得最好。 第二步:鼠标右键点击“拟合”,打开拟合参数设置对话框,并点击 “Fit All Overlays”。Jade完成全部三个样品的拟合。 第三步:点击“Report”按钮,打开拟合报告列表框。可以看到三个样 品的拟合数据按1,2,3的顺序排列了每个峰的数据,当你在不同的样 品峰所在行上单击,你会看到不同的“Crystallinity”数据。这就是每个样 品的“结晶度”。 要注意的是,如果你输出这个报告,你只能看到一个样品的结晶度。因 此,使用这种方法来计算同一系列多个样品的结晶度有其好处,就是使 用的拟合参数完全相同,但你不得不在查看报告时把结晶度抄下来,否 则,不能保存结晶度的结果。

计算RIR
? 现在我们拥有大约14万张PDF卡片,但是,

有RIR值的卡片却不多。从第一张PDF产生到 今天几十年了。卡片的内容、卡片的格式一 直在变化。早年的卡片都没有RIR值。在Jade 5中有一个功能是计算RIR值,而在Jade 6中 却不见了。不知道是写软件的人漏掉了,还 是因为这种计算不实在而删掉了。

? 选择菜单“PDF-Retrival……”,打开一个对

话框:

? 上面的对话框中输入了4张不同的卡片。它们

都是早年的卡片,因此都没有RIR值。当用鼠 标单击2-4行(每行一张卡片)中的某一行时。 按钮“Calc MDI”都是可用的,但是,当在 第1行上单击时,这个按钮变成灰色不可用了。 ? 当这个按钮可用时,单击它能计算出RIR值。
? 只是,这个RIR值有些偏高。计算出来的都

是两位数。

?Thanks!


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