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MDI%20Jade%20使用手册第三版3(上接 2)
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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自动标定峰位。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。因此，我们这里不但介绍寻峰，而且，重点要介绍寻峰报告。 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，是根据数学上的“二阶导数”来确定是否一个峰的存在（存在负区绝对值极大值）。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： 峰位角度和d值 背景线高度 峰高 峰面积/积分强度 晶粒尺寸 半高宽 保存结果 单击“Save”结果保存为“样品名.IDE”。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。 这个报告没有积分强度数据。 单击“Save”报告内容被保存为“.PID”文件，也是一种纯文本类型的文件。可以用记事本打开。 22 寻峰 不同的物相可以使用不同的颜色来显示。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。 峰位角和d值 对应的相名称面指数 标准角和误差 23 RIR 方法计算物相质量分数 RIR方法计算物相质量分数 从1978年开始，ICDD发表的PDF卡片上开始附加有RIR值，这是一般教科书上讲的K值。它是按样品重量与Al2O3(刚玉)按1：1的质量分数混合后，测量的样品最强峰的积分强度/刚玉最强峰的积分强度。可写为323232OAlAOAlAAOAlIIKKK==。称为以刚玉为内标时A相的K值。 若一个样品中同时存在A，B，C等相，我们可以选用A相作为标样，通过PDF卡片查到每个相的RIR，就可以计算出以其中的A相为内标物时，样品中每个相的K值。即： 13232==AOAlAOAlAAKKK，AOAlBOAlBAKKK3232=， AOAlCOAlCAKKK3232=，…… 根据“绝热法”，如果一个系统中存在N个相，其中X相的质量分数为： ∑==NAiiAiXAXiXKIKIW 其中A可以是被选定的样品中的任一相。I=A……N表示样品中有N个相。作为特例，样品中有两相A，B。其RIR都可查。则： BABAAAKIIIW+=，ABAABBBWKIIIW.=+=1 如果样品中存在多相，则可以编写一个简单的程度来计算。 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.PID”文件。 （3）选择菜单“Report-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.IDE”. 24 RIR 方法计算物相质量分数 （4）单击两个窗口分隔条上的“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。 有了这些数据，不难计算出样品中每个相的质量分数。 25 计算结晶化度 计算结晶化度 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，或者说，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： %100%1001×.=强度完全非晶态标样的散射全部非晶峰的强度结晶度 %100%100×=度完全晶态标样的衍射强强度试样全部晶体衍射峰的结晶度 Jade认为，不需要标样，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： %100×=总强度衍射峰强度结晶度 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%。这显然是一个不精确的近似，可X射线强度计算出来的量哪个不是近似呢？甚至有人说过，自己计算出来的结果自己都不相信呢。 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；此时，只拟合出非晶峰的强度。 26 计算结晶化度 （4）选择衍射峰，进行手动拟合，直至全部拟合完成。在拟合过程中，衍射峰可以逐个地加入拟合，非晶峰强度会自动调整。 （5）选择菜单“Report-Peak Profile Report”打开对话框，观察结晶度数据 结晶度 标记非晶峰 27 打印预览 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： 物相检索结果 单向放大 局部放大 添加文字 添加序号 显示方式 保存/复制图谱 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：以bmp,jpg（Jade 6）方式保存图片文件。 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。 28 图谱拟合 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）打开一个文件，进行物相检索； （2）扣除背景，一般同时要扣除Kα2； （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，一般情况下，全谱拟合的R值可以达到5%。 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 29 图谱拟合 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，先用鼠标右键点击放大窗口的空白位置，弹出一个删除菜单：可以有选择地删除“Fitted Profiles”，即删除已做的拟合，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。 已做拟合的峰未做拟合的峰选择拟合区域 拟合报告 结晶度非晶峰 30 制作仪器半高宽补正曲线 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：寻峰、检索物相、扣除背景和Kα2、， 平滑、作作谱拟合。 半高宽曲线 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” 31 制作仪器半高宽补正曲线 选择刚保存的半高宽曲线名称，然后按Save就定制了仪器宽度曲线 查看刚保存的仪器宽度曲线 若查看仪器的半高宽随角度的变化曲线，可点击“View FWHM Curve”，则显示曲线图。 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。 32 |
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