XRD实验条件和数据处理方法对衍射峰位、强度和半高宽的影响
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表4
峰位 29 ( .)
11 0
10 1 2 0
F 材 () WH 0
11 1 4 .1 25 0 0 2 0 4 7 3 0
11 0 02 5 1
10 1 02 5 2
2 ) X ( 02 5 _2
11 1
-
‘
-
才 卜 - 月 j j 弓
平 1o 均 30 33 2 57 ,
0 1 00 5 2 00 7 2
图2 ^ S B 合金和N(H2 i )的x衍射花样 o
表2
2( 。0 )
ABS
顶峰法 质心法 抛物线 Rf e en i 11 0
10 1
FH ( w M0 )
11 1
20 0
417 4 .6
02 0 4 .7 47 9 4 .7 47 7 4 .7 47 4 4 .6 47 6
11 0 0 9 21 02 9 。1 02 9 .1 01 3 .8
法峰获得的数据列入表 1 从表 1 , 的数据可知, 无论是主要衍射线的峰位, 还是半高宽随扫 描速度的增加均成无规律变化, 对标准值的最大绝对偏离 ( 或误差) 大多发生在大扫描速度
时,这表明无论是对 2 还是半高宽氏2 0 精确测量,扫描速度过快都是有害的。 表 1 2 扫描速度对衍射线峰位、半高宽 (W M) e F H 和衍射强度的影响, 1 标样5
03 5 .7 03 5 .7
02 5 .9
5 乃1 9 9
5 .4 89 8
由 ( 四种寻峰法对峰位有一定影响, B 合金试样的最强线 (1) 数据可知 1 ) A S 11 的衍射
峰绝对误差小于00。, .1 一般在00一.3 .200 范围; i H5 而N ( ) 试样的最强线( 1 O 0 )的衍射峰 0
38 7
( )半峰宽的标准误差以最强线 (1) 2 11 和次强线( 1最小,而其他衍射在 00 左右, 1) 0 .3 5
这表明用( 1和( ) 1) 1 线的半高宽作为标准是正确的;( 表 2 1 0 1 ) 3 中给出 1 组中8 6 组相对强
度的数据, 可见其重现性较差, 特别是不同试样之间,这表明各 h 晶面在平行四个试样表 l k 面的分布几率的不一致性, 同一试样两次扫描的差别, 可能峰位的差异造成, 这进一步说明 在用衍射强度进行分析的工作中,要特别注意制样方法和相对强度的重现性。
抛物线
Rfe en i
1 o 10 0
5 6
5 6
4 6
5 6
379 9 6
229 84
11 27
9 9
4 .峰位和F 砚峰值强度重现性 饥 为了 展现用现代 X 射线衍射仪进行 X 实验数据的重现性, D R 我们用同 一样品分别制备四 个试样,在实验条件完全相同的条件下 ( 射线光路系统、 e 即X Z 扫描速度 4 /i、抛物 “ mn 线法自 动寻峰)共扫描 1 次, 6 所得结果如下:
同一衍射花样, J E程序“‘ 顶峰(mi 法、质心( n o ) 用 A D 中的 s mt u ) c t i 法和抛物线 erd
( rblc法作自 P aoi) a 动寻峰不 Rfn 拟合的结果如表 2 「 eie ! :
0
0 0
.
0
0
厂
0
0 0 0
O
r 卜 卜
0
口
^忿 su 要 三
5 K双线效应 . .
在使用金属元素靶进行 XD工作时 ,其光源均包括 K 、K, 。三种特征辐射,当 R 。 。 、K2
K : K: 。和 。不能分辨时,引入 K ,其人 = 。
号 奋, 铜 、 、” “ 二 2于
2 0 0( 1
mi) n
1 1) 1( 0
标准
2 .4 84 2
2 0) 2护
△ 20
11 1
20 2
11 1 1
峰强
288 76
20 2 .2 84 1
2 . 8 841
标准
6
△ 20
rH ( W M0 )
01 3 .0
0 13 .0 00 7 .8 00 4 .8 00 4 .8 00 6 ,8 00 1 .8 00 0 .8
0 10 。0
咖
2
0 0
0 0
0
锄 刚
. 心
5 0
0 0
0
金 任 n旦 ‘1
50
. .
二
0 0 0 0 0
(8 ‘ 二 日 )
咖
成
50
,
0 0
0 0
0
2
4
6
.
, 0
1 2
1 4
1 6
1 已
2h t o n 趁ea‘m硕) j
面积
82 17 82 17 82 17 50 7 3
0 01
% 4 6 4 6
4 6
面积
66 75 66 75 66 75 45 58 10 0
% 3 8 3 8 3 8 3 7
面积
16 8 7 4 16 8 7 4
%
10 0 1 o 10 0 10 0
顶峰法
66 5 66 5 66 5 49 7 01 0
进行xD R 分析工作时,如定量相分析, evl 精化等,扫描速度都不能过快。 i Rted
2 .不同寻峰方法对衍射线峰位和 F 砚的影响 机
为了避免扫描速度对精度造成的影响,又能在较短的时间完成实验工作,我们选定用
AS B 合金和p N ( )为试样, 。/ n 0 一 O: iH 4 m 的2 扫描速度, X i 其 衍射花样于图2 对同 , 一样品
4 .7 72 3 00 9 .2
2 .1 84 2 2 .2 84 0 2 .1 84 2
2 .1 84 4
00 0 .3 00 2 .2 .3 00 0 00 7 .2
13 84
18 36 17 19 85 9
00 9 .7
00 5 .8 00 0 .8
1, 30 1. 60
71 71
69 08
0 01 10 0
FHf W Mo )
11 0
12 0
10 1
1. 0 88 9 1 8 89 1
1 习8 8 2 1 .0 90 3
3 4 30 0
3 .5 30 3 3 5 30 1 3 .6 29 0
3 2 84 0 3 1 84 8 3 42 8 0 3 3韶 8
5 1 20 9
5 0 90 0
R 实验条件和数据处理方法对衍射峰位、强度和半高宽的影响 XO
杨传铮 汪保国 张 建
( 科学院上海 中国 微系 信息 统与 技术研究所,上海205) 000
1 .扫描速度对衍射峰位、强度和半高宽的影响
用标准5 为试样,在保持X 1 射线光学系统参数不变,即D红。 5=。 R=.5 的 S 5 1 S 1 0 丽 情况下, 对同一样品仅改变e 2 扫描速度( e mn, /0 Z 。/i)用拟合(i al ek Ft lpas或Rfn) eie
绝对误差 00。 卜 可知, . ,由一 节 2 这与仪器的角度的重现性一致; 2 衍射线的F 不受自 ( ) 洲M 动
寻峰方法的影响,但与R i 的结果明显不同, fe en 特别是N( 2 i O 试样.值得注意,当线条 ) H 严重宽化时, 动寻峰方法所得的结果是不可信的, 自 必须用拟合( t l e s或R ie i l k F a pa f e n)
418 8 .1
02 9 ,3
O
一U
00 4 2
00 7 2
。 } 。 。 : 。6 。3 。 。5 . : 。 . o ‘ 。 :
相对积分强度 ( %) 24
们 } ‘
,
样号
相对峰强度 ( %)
68 70 41 47 4 46 58
6 0
28 30 46 23 2 2 肠
3 5
73
0
60
27
24
” 28 56 40 36 26 2
0
3
72 38
0
0 27 0 26 0 巧 0 巧 20 20
60 43 4 42 43
25 25
0
34
0
38
2 2 2 邓
2 8
加
23 2
20
0 0
18 26
19
10 0
49
28
0
20
10 0
49
1 ) X (
2 8
2 7
2 1
( 各主要衍射峰位的 ) 1 标准误差。 00 左右, 在 .2 7 只有较宽化的 (0 峰位为00 ; 02 ) ,3 9
图12 扫 速 对 射 度 峰 度I 分 度l 影 强 ( 强 r 积 强 j 的 响 0描 度 衍 和 )
Z 扫描速度对衍射线的峰强度 (f e I )或积分强度( .的影响,以最强线 (1 为例 1) , 11 ) 给于图1 可见随扫描速度的加快, 中, 峰强度或积分强度迅速下降。 因此, 在使用衍射强度
相对强度明显不同,
表3
hl k ABS
11 0
10 1 11 1 1 01
10 1
11 1
峰 强 度 峰高
%
积 分 强 度 峰高
15 36 15 36 15 36 16 17 11 0 % 10 0 10 0 10 0 10 0
峰高
54 7 54 7 54 7 46 6
10 0
%
4 2
2 3 4 1, 6
7
0 0 0
0
L
0
卜
0
0 0 0 0 0 0
1
0 0
0
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0
‘n “
卜 认
从 〔
衅
A^B aly ol o BN ( : i OH)
1 10 .
0
0
0
n U
,, 尸} 、
.
20 25 3Q 35
以
111
102
15
40
45
55
60
65
70
Ztea( ht “ )
5 .1 90 6
.5 2 09
0 5 37
06 8 .6 06 8 .6 06 8 .6 1 1 . 7 0
08 0 .1 08 0 1 0 0 名1 18 6 .1
05 3 .3 05 3 .3 05 3 3 03 1 9
5 91 19 5 .2 20 0 5 .7 1 2 8
05 2 .9
05 2 ,9 06 8 .6
4 6 4 8 4 8 4 0
质心法 抛物线
Rfe en i
4 2
4 2
16 8 74
13 2 22 11 0
4 0
4 6
Hk l
N(H2 l ) O
峰高
顶峰法
质心法
32 24 %
峰
强 度
%
5 6 5 6
积 分 强 度
峰: 高
18 57 18 57
18 57
峰高
10 81 10 81 10 81 15 25
3 .0 60 1
4 5 25 8
02 2 .1 02 2 .1 02 2 .1
01 3 .4
4 9 17 2 4 .9 17 9
4 6 25 1
4 .6 25 1
3 .9 59 8
4 .7 1 8 7
4. 5 25 4
Z( e0 )
p 一 i H2 N( ) O
顶峰法
质心法 抛物线 Rfe en i 01 0 10 0 1 01 12 0 10 1
10 1 017 .8 01 7 ,8 01 7 .8 0 17 .1
20 0 01 6 8 0 16 .8 01 6 8 0 12 .2
11 1
02 0 02 7 .9 02 7 .9 02 7 .9 02 1 0
3 .5 02 8
3 .4 02 4 3 .4 02 1 3 .3 02 4
3 .8 59 4 3.0 60 0
求得 F 。 洲M
3 不同寻峰方法对衍射线强度的影响 .
・7 3 7-
同 A 合金和p i0)为试样,不同寻峰方法对衍射强度的影响结果如表 样选定用 B S NH: ( 3 ,由数据可知:三种自 动寻峰方法对峰强度或积分强度无影响,但峰强度和积分强度以 及
% 4 9
4 9
面积
12 6 13 4
% 1 o 】 o 10 0 】 o
面积
379 96 379 96
% 3 5 3 5 3 5 2 9
面积
6 33 28 6 33 28 6 33 28 9 62 4
%
5 6 5 6 5 6
】 o
】 o
32 24 32 24 22 26
12 6 13 4 12 6 13 4 993 5 ) (
2 .1 84 8 2 .1 84 8
2 841 5
010 .3 01 .0 4 00 7 .9 00 8 .9 01 0 .0
.9 00 1
60 .
80 . 1. 00
4 .6 00 3 72 9 .3 4 .6 00 3 72 9 .3 4 ,6 00 5 72 7 .3 4 .6 00 5 72 7 .3
峰面积
13 4 922
05 .
00 1 .2
00 4 .2 00 4 .2 00 4 .2 00 7 .2
.3 4 .0 4 一71 00 1 73 2 72
1 . 0 20 .
40 .
4 .7 00 0 72 2 .3 4 ,7 00 0 72 2 .3
4 2 . 7 7 6 00 5 ,3
1 14 9 6 5 40 61 71 4 1 30 55 22 45 45 8 21 205 40 12 6 64 154 29 98 11
峰位 29 ( .)
11 0
10 1 2 0
F 材 () WH 0
11 1 4 .1 25 0 0 2 0 4 7 3 0
11 0 02 5 1
10 1 02 5 2
2 ) X ( 02 5 _2
11 1
-
‘
-
才 卜 - 月 j j 弓
平 1o 均 30 33 2 57 ,
0 1 00 5 2 00 7 2
图2 ^ S B 合金和N(H2 i )的x衍射花样 o
表2
2( 。0 )
ABS
顶峰法 质心法 抛物线 Rf e en i 11 0
10 1
FH ( w M0 )
11 1
20 0
417 4 .6
02 0 4 .7 47 9 4 .7 47 7 4 .7 47 4 4 .6 47 6
11 0 0 9 21 02 9 。1 02 9 .1 01 3 .8
法峰获得的数据列入表 1 从表 1 , 的数据可知, 无论是主要衍射线的峰位, 还是半高宽随扫 描速度的增加均成无规律变化, 对标准值的最大绝对偏离 ( 或误差) 大多发生在大扫描速度
时,这表明无论是对 2 还是半高宽氏2 0 精确测量,扫描速度过快都是有害的。 表 1 2 扫描速度对衍射线峰位、半高宽 (W M) e F H 和衍射强度的影响, 1 标样5
03 5 .7 03 5 .7
02 5 .9
5 乃1 9 9
5 .4 89 8
由 ( 四种寻峰法对峰位有一定影响, B 合金试样的最强线 (1) 数据可知 1 ) A S 11 的衍射
峰绝对误差小于00。, .1 一般在00一.3 .200 范围; i H5 而N ( ) 试样的最强线( 1 O 0 )的衍射峰 0
38 7
( )半峰宽的标准误差以最强线 (1) 2 11 和次强线( 1最小,而其他衍射在 00 左右, 1) 0 .3 5
这表明用( 1和( ) 1) 1 线的半高宽作为标准是正确的;( 表 2 1 0 1 ) 3 中给出 1 组中8 6 组相对强
度的数据, 可见其重现性较差, 特别是不同试样之间,这表明各 h 晶面在平行四个试样表 l k 面的分布几率的不一致性, 同一试样两次扫描的差别, 可能峰位的差异造成, 这进一步说明 在用衍射强度进行分析的工作中,要特别注意制样方法和相对强度的重现性。
抛物线
Rfe en i
1 o 10 0
5 6
5 6
4 6
5 6
379 9 6
229 84
11 27
9 9
4 .峰位和F 砚峰值强度重现性 饥 为了 展现用现代 X 射线衍射仪进行 X 实验数据的重现性, D R 我们用同 一样品分别制备四 个试样,在实验条件完全相同的条件下 ( 射线光路系统、 e 即X Z 扫描速度 4 /i、抛物 “ mn 线法自 动寻峰)共扫描 1 次, 6 所得结果如下:
同一衍射花样, J E程序“‘ 顶峰(mi 法、质心( n o ) 用 A D 中的 s mt u ) c t i 法和抛物线 erd
( rblc法作自 P aoi) a 动寻峰不 Rfn 拟合的结果如表 2 「 eie ! :
0
0 0
.
0
0
厂
0
0 0 0
O
r 卜 卜
0
口
^忿 su 要 三
5 K双线效应 . .
在使用金属元素靶进行 XD工作时 ,其光源均包括 K 、K, 。三种特征辐射,当 R 。 。 、K2
K : K: 。和 。不能分辨时,引入 K ,其人 = 。
号 奋, 铜 、 、” “ 二 2于
2 0 0( 1
mi) n
1 1) 1( 0
标准
2 .4 84 2
2 0) 2护
△ 20
11 1
20 2
11 1 1
峰强
288 76
20 2 .2 84 1
2 . 8 841
标准
6
△ 20
rH ( W M0 )
01 3 .0
0 13 .0 00 7 .8 00 4 .8 00 4 .8 00 6 ,8 00 1 .8 00 0 .8
0 10 。0
咖
2
0 0
0 0
0
锄 刚
. 心
5 0
0 0
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金 任 n旦 ‘1
50
. .
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(8 ‘ 二 日 )
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,
0 0
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1 2
1 4
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1 已
2h t o n 趁ea‘m硕) j
面积
82 17 82 17 82 17 50 7 3
0 01
% 4 6 4 6
4 6
面积
66 75 66 75 66 75 45 58 10 0
% 3 8 3 8 3 8 3 7
面积
16 8 7 4 16 8 7 4
%
10 0 1 o 10 0 10 0
顶峰法
66 5 66 5 66 5 49 7 01 0
进行xD R 分析工作时,如定量相分析, evl 精化等,扫描速度都不能过快。 i Rted
2 .不同寻峰方法对衍射线峰位和 F 砚的影响 机
为了避免扫描速度对精度造成的影响,又能在较短的时间完成实验工作,我们选定用
AS B 合金和p N ( )为试样, 。/ n 0 一 O: iH 4 m 的2 扫描速度, X i 其 衍射花样于图2 对同 , 一样品
4 .7 72 3 00 9 .2
2 .1 84 2 2 .2 84 0 2 .1 84 2
2 .1 84 4
00 0 .3 00 2 .2 .3 00 0 00 7 .2
13 84
18 36 17 19 85 9
00 9 .7
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1, 30 1. 60
71 71
69 08
0 01 10 0
FHf W Mo )
11 0
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10 1
1. 0 88 9 1 8 89 1
1 习8 8 2 1 .0 90 3
3 4 30 0
3 .5 30 3 3 5 30 1 3 .6 29 0
3 2 84 0 3 1 84 8 3 42 8 0 3 3韶 8
5 1 20 9
5 0 90 0
R 实验条件和数据处理方法对衍射峰位、强度和半高宽的影响 XO
杨传铮 汪保国 张 建
( 科学院上海 中国 微系 信息 统与 技术研究所,上海205) 000
1 .扫描速度对衍射峰位、强度和半高宽的影响
用标准5 为试样,在保持X 1 射线光学系统参数不变,即D红。 5=。 R=.5 的 S 5 1 S 1 0 丽 情况下, 对同一样品仅改变e 2 扫描速度( e mn, /0 Z 。/i)用拟合(i al ek Ft lpas或Rfn) eie
绝对误差 00。 卜 可知, . ,由一 节 2 这与仪器的角度的重现性一致; 2 衍射线的F 不受自 ( ) 洲M 动
寻峰方法的影响,但与R i 的结果明显不同, fe en 特别是N( 2 i O 试样.值得注意,当线条 ) H 严重宽化时, 动寻峰方法所得的结果是不可信的, 自 必须用拟合( t l e s或R ie i l k F a pa f e n)
418 8 .1
02 9 ,3
O
一U
00 4 2
00 7 2
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相对积分强度 ( %) 24
们 } ‘
,
样号
相对峰强度 ( %)
68 70 41 47 4 46 58
6 0
28 30 46 23 2 2 肠
3 5
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23 2
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2 8
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2 1
( 各主要衍射峰位的 ) 1 标准误差。 00 左右, 在 .2 7 只有较宽化的 (0 峰位为00 ; 02 ) ,3 9
图12 扫 速 对 射 度 峰 度I 分 度l 影 强 ( 强 r 积 强 j 的 响 0描 度 衍 和 )
Z 扫描速度对衍射线的峰强度 (f e I )或积分强度( .的影响,以最强线 (1 为例 1) , 11 ) 给于图1 可见随扫描速度的加快, 中, 峰强度或积分强度迅速下降。 因此, 在使用衍射强度
相对强度明显不同,
表3
hl k ABS
11 0
10 1 11 1 1 01
10 1
11 1
峰 强 度 峰高
%
积 分 强 度 峰高
15 36 15 36 15 36 16 17 11 0 % 10 0 10 0 10 0 10 0
峰高
54 7 54 7 54 7 46 6
10 0
%
4 2
2 3 4 1, 6
7
0 0 0
0
L
0
卜
0
0 0 0 0 0 0
1
0 0
0
r t
0
‘n “
卜 认
从 〔
衅
A^B aly ol o BN ( : i OH)
1 10 .
0
0
0
n U
,, 尸} 、
.
20 25 3Q 35
以
111
102
15
40
45
55
60
65
70
Ztea( ht “ )
5 .1 90 6
.5 2 09
0 5 37
06 8 .6 06 8 .6 06 8 .6 1 1 . 7 0
08 0 .1 08 0 1 0 0 名1 18 6 .1
05 3 .3 05 3 .3 05 3 3 03 1 9
5 91 19 5 .2 20 0 5 .7 1 2 8
05 2 .9
05 2 ,9 06 8 .6
4 6 4 8 4 8 4 0
质心法 抛物线
Rfe en i
4 2
4 2
16 8 74
13 2 22 11 0
4 0
4 6
Hk l
N(H2 l ) O
峰高
顶峰法
质心法
32 24 %
峰
强 度
%
5 6 5 6
积 分 强 度
峰: 高
18 57 18 57
18 57
峰高
10 81 10 81 10 81 15 25
3 .0 60 1
4 5 25 8
02 2 .1 02 2 .1 02 2 .1
01 3 .4
4 9 17 2 4 .9 17 9
4 6 25 1
4 .6 25 1
3 .9 59 8
4 .7 1 8 7
4. 5 25 4
Z( e0 )
p 一 i H2 N( ) O
顶峰法
质心法 抛物线 Rfe en i 01 0 10 0 1 01 12 0 10 1
10 1 017 .8 01 7 ,8 01 7 .8 0 17 .1
20 0 01 6 8 0 16 .8 01 6 8 0 12 .2
11 1
02 0 02 7 .9 02 7 .9 02 7 .9 02 1 0
3 .5 02 8
3 .4 02 4 3 .4 02 1 3 .3 02 4
3 .8 59 4 3.0 60 0
求得 F 。 洲M
3 不同寻峰方法对衍射线强度的影响 .
・7 3 7-
同 A 合金和p i0)为试样,不同寻峰方法对衍射强度的影响结果如表 样选定用 B S NH: ( 3 ,由数据可知:三种自 动寻峰方法对峰强度或积分强度无影响,但峰强度和积分强度以 及
% 4 9
4 9
面积
12 6 13 4
% 1 o 】 o 10 0 】 o
面积
379 96 379 96
% 3 5 3 5 3 5 2 9
面积
6 33 28 6 33 28 6 33 28 9 62 4
%
5 6 5 6 5 6
】 o
】 o
32 24 32 24 22 26
12 6 13 4 12 6 13 4 993 5 ) (
2 .1 84 8 2 .1 84 8
2 841 5
010 .3 01 .0 4 00 7 .9 00 8 .9 01 0 .0
.9 00 1
60 .
80 . 1. 00
4 .6 00 3 72 9 .3 4 .6 00 3 72 9 .3 4 ,6 00 5 72 7 .3 4 .6 00 5 72 7 .3
峰面积
13 4 922
05 .
00 1 .2
00 4 .2 00 4 .2 00 4 .2 00 7 .2
.3 4 .0 4 一71 00 1 73 2 72
1 . 0 20 .
40 .
4 .7 00 0 72 2 .3 4 ,7 00 0 72 2 .3
4 2 . 7 7 6 00 5 ,3
1 14 9 6 5 40 61 71 4 1 30 55 22 45 45 8 21 205 40 12 6 64 154 29 98 11