XRD晶粒尺寸计算
xRD晶粒尺寸分析
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xRD晶粒尺寸分析XRD晶粒尺寸分析注:晶粒尺寸和晶面间距不同计算晶粒大小:谢乐公式:D=kλ/βcosθD—垂直于反射晶面(hkl)的晶粒平均粒度D是晶粒大小β--(弧度)为该晶面衍射峰值半高宽的宽化程度K—谢乐常数,取决于结晶形状,常取0.89θ--衍射角λ---入射X射线波长(Ǻ)计算晶面间距:布拉格方程:2dsinθ=nλd是晶面间距。
此文档是用XRD软件来分析晶粒尺寸,用拟合的办法,而不是用谢乐公式很多人都想算算粒径有多大。
其实,我们专业的术语不叫粒径,而叫“亚晶尺寸”,它表征的并不是一个颗粒的直径。
A 这么说吧,粉末由很多“颗粒”组成,每个颗粒由很多个“晶粒”聚集而成,一个晶粒由很多个“单胞”拼接组成。
X射线测得的晶块尺寸是指衍射面指数方向上的尺寸,如果这个方向上有M 个单胞,而且这个方向上的晶面间距为d ,则测得的尺寸就是Md 。
如果某个方向(HKL )的单胞数为N ,晶面间距为d 1,那么这个方向的尺寸就是Nd 1。
由此可见,通过不同的衍射面测得的晶块尺寸是不一定相同的。
B 如果这个晶粒是一个完整的,没有缺陷的晶粒,可以将其视为一个测试单位,但是,如果这个晶粒有缺陷,那它就不是一个测试单位了,由缺陷分开的各个单位称为“亚晶”。
比如说吧,如果一个晶粒由两个通过亚晶界的小晶粒组成(称为亚晶),那么,测得的就不是这个晶粒的尺寸而是亚晶的尺寸了。
C 为什么那么多人喜欢抛开专业的解释而用“粒径”这个词呢?都是“纳米材料”惹的祸。
纳米晶粒本来就很小,一般可以认为一个纳米晶粒中不再存在亚晶,而是一个完整的晶粒,因此,亚晶尺寸这个术语就被套用到纳米晶粒的“粒径”上来了。
实际上,国家对于纳米材料的粒径及粒径分布的表征是有标准的,需要用“小角散射”方法来测量。
比如,北京钢铁研究总院做这个就做了很长时间。
但是呢,一则,做小角散射的地方还不多,做起来也特别麻烦(现在好一些了,特别是对光能自动一些了),所以,很少有人去做,而且,用衍射峰宽计算出来的“粒径”总是那么小,何乐而不为呢?我私下地觉得吧,这些人在偷换概念。
xRD晶粒尺寸分析1
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XRD晶粒尺寸分析注:晶粒尺寸和晶面间距不同计算晶粒大小:谢乐公式:D=kλ/βcosθD—垂直于反射晶面(hkl)的晶粒平均粒度 D是晶粒大小β--(弧度)为该晶面衍射峰值半高宽的宽化程度K—谢乐常数,取决于结晶形状,常取0.89θ--衍射角λ---入射X射线波长(Ǻ)计算晶面间距:布拉格方程:2dsinθ=nλ d是晶面间距。
此文档是用XRD软件来分析晶粒尺寸,用拟合的办法,而不是用谢乐公式很多人都想算算粒径有多大。
其实,我们专业的术语不叫粒径,而叫“亚晶尺寸”,它表征的并不是一个颗粒的直径。
A 这么说吧,粉末由很多“颗粒”组成,每个颗粒由很多个“晶粒”聚集而成,一个晶粒由很多个“单胞”拼接组成。
X射线测得的晶块尺寸是指衍射面指数方向上的尺寸,如果这个方向上有M个单胞,而且这个方向上的晶面间距为d,则测得的尺寸就是Md。
如果某个方向(HKL)的单胞数为N,晶面间距为d1,那么这个方向的尺寸就是Nd1。
由此可见,通过不同的衍射面测得的晶块尺寸是不一定相同的。
B 如果这个晶粒是一个完整的,没有缺陷的晶粒,可以将其视为一个测试单位,但是,如果这个晶粒有缺陷,那它就不是一个测试单位了,由缺陷分开的各个单位称为“亚晶”。
比如说吧,如果一个晶粒由两个通过亚晶界的小晶粒组成(称为亚晶),那么,测得的就不是这个晶粒的尺寸而是亚晶的尺寸了。
C 为什么那么多人喜欢抛开专业的解释而用“粒径”这个词呢?都是“纳米材料”惹的祸。
纳米晶粒本来就很小,一般可以认为一个纳米晶粒中不再存在亚晶,而是一个完整的晶粒,因此,亚晶尺寸这个术语就被套用到纳米晶粒的“粒径”上来了。
实际上,国家对于纳米材料的粒径及粒径分布的表征是有标准的,需要用“小角散射”方法来测量。
比如,北京钢铁研究总院做这个就做了很长时间。
但是呢,一则,做小角散射的地方还不多,做起来也特别麻烦(现在好一些了,特别是对光能自动一些了),所以,很少有人去做,而且,用衍射峰宽计算出来的“粒径”总是那么小,何乐而不为呢?我私下地觉得吧,这些人在偷换概念。
Scherrer公式计算晶粒尺寸(XRD数据计算晶粒尺寸)
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Scherrer公式计算晶粒尺寸(XRD数据计算晶粒尺寸)Scherrer公式计算晶粒尺寸(XRD数据计算晶粒尺寸)Scherrer公式计算晶粒尺寸(XRD数据计算晶粒尺寸)根据X射线衍射理论,在晶粒尺寸小于100nm时,随晶粒尺寸的变小衍射峰宽化变得显著,考虑样品的吸收效应及结构对衍射线型的影响,样品晶粒尺寸可以用Debye-Scherrer公式计算。
Scherrer公式:Dhkl=kλ/βcosθ其中,Dhkl为沿垂直于晶面(hkl)方向的晶粒直径,k为Scherrer 常数(通常为0.89),λ为入射X射线波长(Cuka 波长为0.15406nm,Cuka1 波长为0.15418nm。
),θ为布拉格衍射角(°),β为衍射峰的半高峰宽(rad)。
但是在实际操作中如何从一张普通的XRD图谱中获得上述的参数来计算晶粒尺寸还存在以下问题:1) 首先,用XRD计算晶粒尺寸必须扣除仪器宽化和应力宽化影响。
如何扣除仪器宽化和应力宽化影响?在什么情况下,可以简化这一步骤?答:在晶粒尺寸小于100nm时,应力引起的宽化与晶粒尺度引起的宽化相比,可以忽略。
此时,Scherrer公式适用。
但晶粒尺寸大到一定程度时,应力引起的宽化比较显著,此时必须考虑引力引起的宽化, Scherrer公式不再适用。
2) 通常获得的XRD数据是由Kα线计算得到的。
此时,需要Kα1和Kα2必须扣除一个,如果没扣除,肯定不准确。
3) 扫描速度也有影响,要尽可能慢。
一般2°/min。
4)一个样品可能有很多衍射峰,是计算每个衍射峰对应晶粒尺寸后平均?还是有其它处理原则?答:通常应当计算每个衍射峰晶粒尺寸后进行平均。
当然只有一两峰的时候,就没有必要强求了!5) 有的XRD数据中给出了width值,是不是半高宽度的值?能不能直接代入上面公式吗?如果不能,如何根据XRD图谱获得半峰宽?TOP20β为衍射峰的半高峰宽时,k=0.89β为衍射峰的积分宽度时,k=1.0。
XRD晶粒尺寸分析
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X R D晶粒尺寸分析(总6页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--XRD晶粒尺寸分析很多人都想算算粒径有多大。
其实,我们专业的术语不叫粒径,而叫“亚晶尺寸”,它表征的并不是一个颗粒的直径。
A。
这么说吧,粉末由很多“颗粒”组成,每个颗粒由很多个“晶粒”聚集而成,一个晶粒由很多个“单胞”拼接组成。
射面指数方向上的尺寸,如果这个方向上有M个单胞,而且这个方向上的晶面间距为d,则测得的尺寸就是M 数为N,晶面间距为d1,那么这个方向的尺寸就是Nd1。
由此可见,通过不同的衍射面测得的晶块尺寸是不一B 如果这个晶粒是一个完整的,没有缺陷的晶粒,可以将其视为一个测试单位,但是,如果这个晶粒有缺陷,那陷分开的各个单位称为“亚晶”。
比如说吧,如果一个晶粒由两个通过亚晶界的小晶粒组成(称为亚晶),那么,是亚晶的尺寸了。
C 为什么那么多人喜欢抛开专业的解释而用“粒径”这个词呢都是“纳米材料”惹的祸。
纳米晶粒本来就很小,一般在亚晶,而是一个完整的晶粒,因此,亚晶尺寸这个术语就被套用到纳米晶粒的“粒径”上来了。
实际上,国家对表征是有标准的,需要用“小角散射”方法来测量。
比如,北京钢铁研究总院做这个就做了很长时间。
但是呢,一做起来也特别麻烦(现在好一些了,特别是对光能自动一些了),所以,很少有人去做,而且,用衍射峰宽计算而不为呢我私下地觉得吧,这些人在偷换概念。
久而久之,大家也就接受了。
为了这个事吧,有些人就问了,既然做出来的纳米材料的“粒径”是这么小,那么有没有办法在做SEM或TEM时实分不开,分得开的是一个个的晶粒,分不开的是亚晶。
D 至于为什么通过衍射峰宽测出来的“粒径”为什么总是那么小,还有一个原因。
实际上吧,使衍射峰变宽的原因另一个原因是晶粒内部存在“微观应变”。
打个比方吧,甲乙两个人同时做一件事,结果把功劳算到甲一个人头上能劳大就峰宽,峰越宽晶粒就越细)。
XRD测量晶粒尺寸的原理与方法
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晶粒尺寸,通常用晶粒度来衡量。
测量晶粒尺寸有很多方法,包括SEM、TEM、XRD等等。
下面介绍XRD测量晶粒尺寸的基本原理与方法。
基本原理
半高宽(FWHM)
如果将衍射峰看作一个三角形,那么峰的面积等于峰高乘以一半高度处的宽度。
这个宽度就称为半高宽(FWHM)
在很多情况下,我们会发现衍射峰变得比常规要宽。
这是由于材料的微结构与衍射峰形有关系。
在正空间中的一个很小的晶粒,在倒易空间中可看成是一个球,其衍射峰的峰宽很宽。
而正空间中的足够大的晶粒,在倒易空间中是一个点。
与此对应的衍射峰的峰宽很窄。
因此,晶粒尺寸的变化,可以反映在衍射峰的峰宽上。
据此可以测量出晶粒尺寸。
注意:当晶粒大于100nm 衍射峰的宽度随晶粒大小变化不敏感。
此时晶粒度可以用TEM 、 SEM 计算统计平均值。
当晶粒小于10nm ,其衍射峰随晶粒尺寸的变小而显著宽化,也不适合用XRD 来测量。
计算方法
被测样品中晶粒大小可采用Scherrer 公式(谢乐公式)进行计算:
于衍射方向上的晶块尺寸。
其中d hk |是垂直于;hkl ) 晶面方向的晶面间距,而N 则为该方向上包含的晶胞数。
计算晶粒尺寸时,一般选取低角度的衍射线。
如果晶粒尺寸较大,可用较高的角度的衍射线代替。
山胡即为晶粒尺寸它的物理意义是。
XRD数据计算晶粒尺寸
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XRD数据计算晶粒尺寸)公式计算晶粒尺寸(XRDScherrer公式计算晶粒尺寸(Scherrer公式计算晶粒尺寸(XRD数据计算晶粒尺寸)根据X射线衍射理论,在晶粒尺寸小于100nm时,随晶粒尺寸的变小衍射峰宽化变得显著,考虑样品的吸收效应及结构对衍射线型的影响,样品晶粒尺寸可以用Debye-Scherrer公式计算。
Scherrer公式:Dhkl=kλ/βcosθ其中,Dhkl为沿垂直于晶面(hkl)方向的晶粒直径,k为Scherrer常数(通常为0.89),λ为入射X射线波长(Cuka波长为0.15406nm,Cuka1波长为0.15418nm。
),θ为布拉格衍射角(°),β为衍射峰的半高峰宽(rad)。
但是在实际操作中如何从一张普通的XRD图谱中获得上述的参数来计算晶粒尺寸还存在以下问题:1)首先,用XRD计算晶粒尺寸必须扣除仪器宽化和应力宽化影响。
如何扣除仪器宽化和应力宽化影响?在什么情况下,可以简化这一步骤?答:在晶粒尺寸小于100nm时,应力引起的宽化与晶粒尺度引起的宽化相比,可以忽略。
此时,Scherrer公式适用。
但晶粒尺寸大到一定程度时,应力引起的宽化比较显著,此时必须考虑引力引起的宽化,Scherrer公式不再适用。
2)通常获得的XRD数据是由Kα线计算得到的。
此时,需要K α1和Kα2必须扣除一个,如果没扣除,肯定不准确。
3)扫描速度也有影响,要尽可能慢。
一般2°/min。
4)一个样品可能有很多衍射峰,是计算每个衍射峰对应晶粒尺寸后平均?还是有其它处理原则?答:通常应当计算每个衍射峰晶粒尺寸后进行平均。
当然只有一两峰的时候,就没有必要强求了!5)有的XRD数据中给出了width值,是不是半高宽度的值?能不能直接代入上面公式吗?如果不能,如何根据XRD图谱获得半峰宽?β为衍射峰的半高峰宽时,k=0.89β为衍射峰的积分宽度时,k=1.0。
其中积分宽度=衍射峰面积积分/峰高如何获得单色Kα1:1)硬件滤掉Kβ:K系射线又可以细分为Kα(L层电子填充)和Kβ(M层电子填充)两种波长略有差异的两种射线。
XRD晶粒尺寸计算
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XRD晶粒尺寸分析很多人都想算算粒径有多大。
其实,我们专业的术语不叫粒径,而叫“亚晶尺寸”,它表征的并不是一个颗粒的直径。
A。
这么说吧,粉末由很多“颗粒”组成,每个颗粒由很多个“晶粒”聚集而成,一个晶粒由很多个“单胞”拼接组成。
X射线测得的晶块尺寸是指衍射面指数方向上的尺寸,如果这个方向上有M个单胞,而且这个方向上的晶面间距为d,则测得的尺寸就是Md。
如果某个方向(HKL)的单胞数为N,晶面间距为d1,那么这个方向的尺寸就是Nd1。
由此可见,通过不同的衍射面测得的晶块尺寸是不一定相同的。
B 如果这个晶粒是一个完整的,没有缺陷的晶粒,可以将其视为一个测试单位,但是,如果这个晶粒有缺陷,那它就不是一个测试单位了,由缺陷分开的各个单位称为“亚晶”。
比如说吧,如果一个晶粒由两个通过亚晶界的小晶粒组成(称为亚晶),那么,测得的就不是这个晶粒的尺寸而是亚晶的尺寸了。
C 为什么那么多人喜欢抛开专业的解释而用“粒径”这个词呢?都是“纳米材料”惹的祸。
纳米晶粒本来就很小,一般可以认为一个纳米晶粒中不再存在亚晶,而是一个完整的晶粒,因此,亚晶尺寸这个术语就被套用到纳米晶粒的“粒径”上来了。
实际上,国家对于纳米材料的粒径及粒径分布的表征是有标准的,需要用“小角散射”方法来测量。
比如,北京钢铁研究总院做这个就做了很长时间。
但是呢,一则,做小角散射的地方还不多,做起来也特别麻烦(现在好一些了,特别是对光能自动一些了),所以,很少有人去做,而且,用衍射峰宽计算出来的“粒径”总是那么小,何乐而不为呢?我私下地觉得吧,这些人在偷换概念。
久而久之,大家也就接受了。
为了这个事吧,有些人就问了,既然做出来的纳米材料的“粒径”是这么小,那么有没有办法在做SEM或TEM时将团聚在一起的小晶粒分开呢?确实分不开,分得开的是一个个的晶粒,分不开的是亚晶。
D 至于为什么通过衍射峰宽测出来的“粒径”为什么总是那么小,还有一个原因。
实际上吧,使衍射峰变宽的原因可能有两个,一是晶粒变小了,另一个原因是晶粒内部存在“微观应变”。
XRD晶粒尺寸分析知识分享
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XRD晶粒尺寸分析很多人都想算算粒径有多大。
其实,我们专业的术语不叫粒径,而叫“亚晶尺寸”,它表征的并不是一个颗粒的直径。
A。
这么说吧,粉末由很多“颗粒”组成,每个颗粒由很多个“晶粒”聚集而成,一个晶粒由很多个“单胞”拼接组成。
面指数方向上的尺寸,如果这个方向上有M个单胞,而且这个方向上的晶面间距为d,则测得的尺寸就是Md。
为N,晶面间距为d1,那么这个方向的尺寸就是Nd1。
由此可见,通过不同的衍射面测得的晶块尺寸是不一定B 如果这个晶粒是一个完整的,没有缺陷的晶粒,可以将其视为一个测试单位,但是,如果这个晶粒有缺陷,那缺陷分开的各个单位称为“亚晶”。
比如说吧,如果一个晶粒由两个通过亚晶界的小晶粒组成(称为亚晶),那么而是亚晶的尺寸了。
C 为什么那么多人喜欢抛开专业的解释而用“粒径”这个词呢?都是“纳米材料”惹的祸。
纳米晶粒本来就很小,一存在亚晶,而是一个完整的晶粒,因此,亚晶尺寸这个术语就被套用到纳米晶粒的“粒径”上来了。
实际上,国家的表征是有标准的,需要用“小角散射”方法来测量。
比如,北京钢铁研究总院做这个就做了很长时间。
但是呢,多,做起来也特别麻烦(现在好一些了,特别是对光能自动一些了),所以,很少有人去做,而且,用衍射峰宽何乐而不为呢?我私下地觉得吧,这些人在偷换概念。
久而久之,大家也就接受了。
为了这个事吧,有些人就问了,既然做出来的纳米材料的“粒径”是这么小,那么有没有办法在做SEM或TEM时呢?确实分不开,分得开的是一个个的晶粒,分不开的是亚晶。
D 至于为什么通过衍射峰宽测出来的“粒径”为什么总是那么小,还有一个原因。
实际上吧,使衍射峰变宽的原因了,另一个原因是晶粒内部存在“微观应变”。
打个比方吧,甲乙两个人同时做一件事,结果把功劳算到甲一个人(功能劳大就峰宽,峰越宽晶粒就越细)。
有时候发现,有个别人在有意无意地避口不谈乙的功劳。
E 为什么允许将亚晶尺寸称为“粒径”呢?称为径,必假定晶粒为“球形”,从而假定了不论从哪个晶面去测都会是种差别。
Scherrer公式计算晶粒尺寸(XRD数据计算晶粒尺寸)
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β为衍射xx的半xx宽时,k=
0.89β为衍射xx的积分宽度时,k=
1.0。其中积分宽度=衍射峰面积积分/峰高
如何获得单色Kα1:
1)硬件滤掉Kβ:
K系射线又可以细分为Kα(L层电子填充)和Kβ(M层电子填充)两种波长略有差异的两种射线。而X射线衍射仪要求使用单色X射线,因此,需要在XRD实验时把后者除掉。
a).传统的方法是在光路上加入一个滤波片(如Ni)。
b).现在一般使用铜靶,在光路上增加一个石墨晶体单色器来去除Kβ射线。通常的做法是在衍射线的光路上,安装弯曲晶体单色器。石墨单晶体单色器是一块磨成弯曲面的石墨单晶体。由试样衍射产生的衍射线(称为一次衍射)经单色器时,通过调整单晶体的方位使它的某个高反射本领晶面与一次衍射线的夹角刚好等于该晶面对一次衍射的Kα辐射的布拉格角。单色器可以去除衍射背底,也可以去除Kβ射线的干扰。这样,由单晶体衍射后发出的二次衍射线就是纯净的与试样衍射对应的Kα衍射线。
如果f和g均为Cauchy函数,其积分宽度分别为β和b,则其卷积h(h=f·g)的积分宽度B等于(β+b)。因此,β=B–b。所以,作为一种简化方法,我们可以从实验测得的宽化衍射剖面数据(h)和结晶良好晶体的无宽化的衍射剖面数据(g),经过分离Kα2重叠后,分别求取其积分宽度B和b,B和b之差便是Scherrer公式所需的β。在较低的2θ角区域,g和h的形式和Cauchy函数有较大的偏离,故对于低角度的h数据使用这种简化方法求得的β将有较大的误差
Scherrer公式计算晶粒尺寸(XRD数据计算晶粒尺寸)
Scherrer公式计算晶粒尺寸(XRD数据计算晶粒尺寸)
Scherrer公式计算晶粒尺寸(XRD数据计算晶粒尺寸)
根据X射线衍射理论,在晶粒尺寸小于100nm时,随晶粒尺寸的变小衍射峰宽化变得显著,考虑样品的吸收效应及结构对衍射线型的影响,样品晶粒尺寸可以用Debye-Scherrer公式计算。
XRD晶粒尺寸分析
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XRD晶粒尺寸分析很多人都想算算粒径有多大。
其实,我们专业的术语不叫粒径,而叫“亚晶尺寸”,它表征的并不是一个颗A。
这么说吧,粉末由很多“颗粒”组成,每个颗粒由很多个“晶粒”聚集而成“单胞”拼接组成。
X射线测得的晶块尺寸是指衍射面指数方向上的尺寸,如单胞,而且这个方向上的晶面间距为d,则测得的尺寸就是Md。
如果某个方向N,晶面间距为d1,那么这个方向的尺寸就是Nd1。
由此可见,通过不同的衍是不一定相同的。
B 如果这个晶粒是一个完整的,没有缺陷的晶粒,可以将其视为一个测试单位粒有缺陷,那它就不是一个测试单位了,由缺陷分开的各个单位称为“亚晶”晶粒由两个通过亚晶界的小晶粒组成(称为亚晶),那么,测得的就不是这个尺寸了。
C 为什么那么多人喜欢抛开专业的解释而用“粒径”这个词呢?都是“纳米材粒本来就很小,一般可以认为一个纳米晶粒中不再存在亚晶,而是一个完整的这个术语就被套用到纳米晶粒的“粒径”上来了。
实际上,国家对于纳米材料征是有标准的,需要用“小角散射”方法来测量。
比如,北京钢铁研究总院做但是呢,一则,做小角散射的地方还不多,做起来也特别麻烦(现在好一些了些了),所以,很少有人去做,而且,用衍射峰宽计算出来的“粒径”总是那我私下地觉得吧,这些人在偷换概念。
久而久之,大家也就接受了。
为了这个事吧,有些人就问了,既然做出来的纳米材料的“粒径”是这么小,SEM或TEM时将团聚在一起的小晶粒分开呢?确实分不开,分得开的是一个是亚晶。
D 至于为什么通过衍射峰宽测出来的“粒径”为什么总是那么小,还有一个原射峰变宽的原因可能有两个,一是晶粒变小了,另一个原因是晶粒内部存在“吧,甲乙两个人同时做一件事,结果把功劳算到甲一个人头上,当然这个人的就峰宽,峰越宽晶粒就越细)。
有时候发现,有个别人在有意无意地避口不谈E 为什么允许将亚晶尺寸称为“粒径”呢?称为径,必假定晶粒为“球形”,个晶面去测都会是相同的,即忽略了A 所说的那种差别。
XRD数据计算晶粒尺寸
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XRD数据计算晶粒尺寸X射线衍射(XRD)是一种常用的材料表征技术,可以用来确定晶体结构、晶体相组成以及晶粒尺寸。
在XRD实验中,晶体的衍射峰提供了有关晶体结构和晶格参数的信息,而晶粒尺寸的计算可以通过分析XRD峰的峰宽来获得。
在XRD实验中,晶体的衍射峰会显示出洛仑兹曲线的形状。
根据衍射峰的形状和位置,可以使用朗道方程或谢勒方程来计算晶粒尺寸。
这些方程描述了晶体表面缺陷、应变和晶粒尺寸之间的关系。
朗道方程给出了洛仑兹曲线的半高宽(FWHM)与晶粒尺寸之间的关系:FWHM=K×λ/D其中,FWHM是峰宽,λ是入射X射线的波长,D是晶粒尺寸,K是洛仑兹形状因子。
洛仑兹形状因子取决于晶体的形状和晶体的结构,常用的值为0.9通过解朗道方程,可以计算出晶体的平均晶粒尺寸。
然而,朗道方程只适用于没有晶体应变或缺陷的理想晶体。
对于存在应变和缺陷的晶体,谢勒方程更加准确:FWHM = K × λ / (D × cosθ)谢勒方程中的θ是衍射角度,cosθ是衍射角度的余弦值。
根据谢勒方程,我们可以计算晶体在不同晶向上的晶粒尺寸。
由于晶体的晶格参数在不同晶向上可能不同,因此在计算晶粒尺寸时应考虑晶向效应。
为了将XRD数据应用于晶粒尺寸计算,我们首先需要准确地测量衍射峰的位置和峰宽。
可以使用洛仑兹曲线拟合和高斯曲线拟合来获得峰的位置和峰宽。
一旦我们获得了峰的位置和峰宽,我们就可以使用朗道方程或谢勒方程计算晶粒尺寸。
需要注意的是,晶体的形状、结构和应变对晶粒尺寸的计算结果有重要影响。
因此,在进行XRD晶粒尺寸计算时,需要综合考虑实际样品的特性,并采用适合的方程和模型。
此外,还有其他一些方法可以用于计算晶粒尺寸,如X射线小角散射(SAXS)和透射电子显微镜(TEM)。
这些方法可以提供更详细和准确的晶粒尺寸信息,但需要更加复杂的实验和分析过程。
总之,XRD数据可以用于计算晶粒尺寸,但需要综合考虑晶体特性和适用的方程模型。
Scherrer公式计算晶粒尺寸(XRD)
![Scherrer公式计算晶粒尺寸(XRD)](https://img.taocdn.com/s3/m/4850c5f99e31433239689334.png)
Scherrer公式计算晶粒尺寸(XRD数据计算晶粒尺寸)Scherrer公式计算晶粒尺寸(XRD数据计算晶粒尺寸)根据X射线衍射理论,在晶粒尺寸小于100nm时,随晶粒尺寸的变小衍射峰宽化变得显著,考虑样品的吸收效应及结构对衍射线型的影响,样品晶粒尺寸可以用Debye-Scherrer公式计算。
Scherrer公式:Dhkl=kλ/βcosθ其中,Dhkl为沿垂直于晶面(hkl)方向的晶粒直径,k为Scherrer常数(通常为0.89),λ为入射X射线波长(Cuka 波长为0.15406nm,Cuka1 波长为0.15418nm。
),θ为布拉格衍射角(°),β为衍射峰的半高峰宽(rad)。
但是在实际操作中如何从一张普通的XRD图谱中获得上述的参数来计算晶粒尺寸还存在以下问题:1) 首先,用XRD计算晶粒尺寸必须扣除仪器宽化和应力宽化影响。
如何扣除仪器宽化和应力宽化影响?在什么情况下,可以简化这一步骤?答:在晶粒尺寸小于100nm时,应力引起的宽化与晶粒尺度引起的宽化相比,可以忽略。
此时,Scherrer公式适用。
但晶粒尺寸大到一定程度时,应力引起的宽化比较显著,此时必须考虑引力引起的宽化,Scherrer公式不再适用。
2) 通常获得的XRD数据是由Kα线计算得到的。
此时,需要Kα1和Kα2必须扣除一个,如果没扣除,肯定不准确。
3) 扫描速度也有影响,要尽可能慢。
一般2°/min。
4)一个样品可能有很多衍射峰,是计算每个衍射峰对应晶粒尺寸后平均?还是有其它处理原则?答:通常应当计算每个衍射峰晶粒尺寸后进行平均。
当然只有一两峰的时候,就没有必要强求了!5) 有的XRD数据中给出了width值,是不是半高宽度的值?能不能直接代入上面公式吗?如果不能,如何根据XRD图谱获得半峰宽?TOPxiaogou •2007-09-25 10:21树型| 收藏| 小中大2#β为衍射峰的半高峰宽时,k=0.89β为衍射峰的积分宽度时,k=1.0。
Scherrer公式计算晶粒尺寸
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Scherrer公式计算晶粒尺寸(XRD数据计算晶粒尺寸)Scherrer公式计算晶粒尺寸(XRD数据计算晶粒尺寸)Scherrer公式计算晶粒尺寸(XRD数据计算晶粒尺寸)根据X射线衍射理论,在晶粒尺寸小于100nm时,随晶粒尺寸的变小衍射峰宽化变得显著,考虑样品的吸收效应及结构对衍射线型的影响,样品晶粒尺寸可以用Debye-Scherrer公式计算。
Scherrer公式:Dhkl=kλ/βcosθ其中,Dhkl为沿垂直于晶面(hkl)方向的晶粒直径,k为Scherrer 常数(通常为),λ为入射X射线波长(Cuka 波长为,Cuka1 波长为。
),θ为布拉格衍射角(°),β为衍射峰的半高峰宽(rad)。
但是在实际操作中如何从一张普通的XRD图谱中获得上述的参数来计算晶粒尺寸还存在以下问题:1) 首先,用XRD计算晶粒尺寸必须扣除仪器宽化和应力宽化影响。
如何扣除仪器宽化和应力宽化影响在什么情况下,可以简化这一步骤答:在晶粒尺寸小于100nm时,应力引起的宽化与晶粒尺度引起的宽化相比,可以忽略。
此时,Scherrer公式适用。
但晶粒尺寸大到一定程度时,应力引起的宽化比较显著,此时必须考虑引力引起的宽化, Scherrer公式不再适用。
2) 通常获得的XRD数据是由Kα线计算得到的。
此时,需要Kα1和Kα2必须扣除一个,如果没扣除,肯定不准确。
3) 扫描速度也有影响,要尽可能慢。
一般2°/min。
4)一个样品可能有很多衍射峰,是计算每个衍射峰对应晶粒尺寸后平均还是有其它处理原则答:通常应当计算每个衍射峰晶粒尺寸后进行平均。
当然只有一两峰的时候,就没有必要强求了!5) 有的XRD数据中给出了width值,是不是半高宽度的值能不能直接代入上面公式吗如果不能,如何根据XRD图谱获得半峰宽TOP 20β为衍射峰的半高峰宽时,k=β为衍射峰的积分宽度时,k=。
其中积分宽度=衍射峰面积积分/峰高如何获得单色Kα1:1)硬件滤掉Kβ:K系射线又可以细分为Kα(L层电子填充)和Kβ(M层电子填充)两种波长略有差异的两种射线。
谢乐公式计算XRD样品的晶粒尺寸的实例1
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谢乐公式计算XRD样品的晶粒尺寸的实例
我们常见的谢乐(Scherrer)公式表达式为D=Kλ /(βcos θ)(K为常数;λ 为X 射线波长;β为为衍射峰半高宽;θ为衍射角)。
在上式中常数K的取值与β的定义有关,当β为半宽高时,K取0.89。
当β为积分宽度时,K取1.0。
我们在计算晶粒尺寸时,一般采用低角度的衍射线,如果晶粒尺寸较大,可用较高衍射角的衍射线来代替。
谢乐公式适用范围为1-100nm,晶粒尺寸小于1nm大于100nm时,使用用谢乐公式不太准确,当晶粒尺寸在30nm时其计算的结果最准确。
同时,谢乐公式只适合球形粒子,对立方体粒子常数K应改为0.943,半高宽应该转化为弧度制,即[(β÷180)×3.14]。
下面这个图是Jade5.0所读的晶粒尺寸为264(A°)即为26.4nm。
38.26)2
159.36(14.3180332.015405.0943.0=⨯⨯⨯=COS D 这边有的数据是X 射线波长λ=0.15405 nm , 半高宽β=0.332,2θ=36.159。
我是这样算的: 自己计算出来的值和用软件计算出来的值很接近。
我这里有2004的PDF 标准卡片,如果有哪位需要的话直接加我qq ,我发给你,我的qq 是425841088。
xRD晶粒尺寸分析
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XRD晶粒尺寸分析注:晶粒尺寸和晶面间距不同计算晶粒大小:谢乐公式:D=kλ/βcosθD—垂直于反射晶面(hkl)的晶粒平均粒度D是晶粒大小β--(弧度)为该晶面衍射峰值半高宽的宽化程度K—谢乐常数,取决于结晶形状,常取0.89θ--衍射角λ---入射X射线波长(Ǻ)计算晶面间距:布拉格方程:2dsinθ=nλd是晶面间距。
此文档是用XRD软件来分析晶粒尺寸,用拟合的办法,而不是用谢乐公式很多人都想算算粒径有多大。
其实,我们专业的术语不叫粒径,而叫“亚晶尺寸”,它表征的并不是一个颗粒的直径。
A 这么说吧,粉末由很多“颗粒”组成,每个颗粒由很多个“晶粒”聚集而成,一个晶粒由很多个“单胞”拼接组成。
X 射线测得的晶块尺寸是指衍射面指数方向上的尺寸,如果这个方向上有M个单胞,而且这个方向上的晶面间距为d,则测得的尺寸就是Md。
如果某个方向(HKL)的单胞数为N,晶面间距为d1,那么这个方向的尺寸就是Nd1。
由此可见,通过不同的衍射面测得的晶块尺寸是不一定相同的。
B 如果这个晶粒是一个完整的,没有缺陷的晶粒,可以将其视为一个测试单位,但是,如果这个晶粒有缺陷,那它就不是一个测试单位了,由缺陷分开的各个单位称为“亚晶”。
比如说吧,如果一个晶粒由两个通过亚晶界的小晶粒组成(称为亚晶),那么,测得的就不是这个晶粒的尺寸而是亚晶的尺寸了。
C 为什么那么多人喜欢抛开专业的解释而用“粒径”这个词呢?都是“纳米材料”惹的祸。
纳米晶粒本来就很小,一般可以认为一个纳米晶粒中不再存在亚晶,而是一个完整的晶粒,因此,亚晶尺寸这个术语就被套用到纳米晶粒的“粒径”上来了。
实际上,国家对于纳米材料的粒径及粒径分布的表征是有标准的,需要用“小角散射”方法来测量。
比如,北京钢铁研究总院做这个就做了很长时间。
但是呢,一则,做小角散射的地方还不多,做起来也特别麻烦(现在好一些了,特别是对光能自动一些了),所以,很少有人去做,而且,用衍射峰宽计算出来的“粒径”总是那么小,何乐而不为呢?我私下地觉得吧,这些人在偷换概念。
XRD晶粒尺寸分析
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XRD晶粒尺寸分析很多人都想算算粒径有多大。
其实,我们专业的术语不叫粒径,而叫“亚晶尺寸”,它表征的并不是一个颗粒的直径。
A。
这么说吧,粉末由很多“颗粒”组成,每个颗粒由很多个“晶粒”聚集而成,一个晶粒由很多个“单胞”拼接组成。
X射线测得的晶块尺寸是指衍射面指数方向上的尺寸,如果这个方向上有M个单胞,而且这个方向上的晶面间距为d,则测得的尺寸就是Md。
如果某个方向(HKL)的单胞数为N,晶面间距为d1,那么这个方向的尺寸就是Nd1。
由此可见,通过不同的衍射面测得的晶块尺寸是不一定相同的。
B 如果这个晶粒是一个完整的,没有缺陷的晶粒,可以将其视为一个测试单位,但是,如果这个晶粒有缺陷,那它就不是一个测试单位了,由缺陷分开的各个单位称为“亚晶”。
比如说吧,如果一个晶粒由两个通过亚晶界的小晶粒组成(称为亚晶),那么,测得的就不是这个晶粒的尺寸而是亚晶的尺寸了。
C 为什么那么多人喜欢抛开专业的解释而用“粒径”这个词呢?都是“纳米材料”惹的祸。
纳米晶粒本来就很小,一般可以认为一个纳米晶粒中不再存在亚晶,而是一个完整的晶粒,因此,亚晶尺寸这个术语就被套用到纳米晶粒的“粒径”上来了。
实际上,国家对于纳米材料的粒径及粒径分布的表征是有标准的,需要用“小角散射”方法来测量。
比如,北京钢铁研究总院做这个就做了很长时间。
但是呢,一则,做小角散射的地方还不多,做起来也特别麻烦(现在好一些了,特别是对光能自动一些了),所以,很少有人去做,而且,用衍射峰宽计算出来的“粒径”总是那么小,何乐而不为呢?我私下地觉得吧,这些人在偷换概念。
久而久之,大家也就接受了。
为了这个事吧,有些人就问了,既然做出来的纳米材料的“粒径”是这么小,那么有没有办法在做SEM或TEM时将团聚在一起的小晶粒分开呢?确实分不开,分得开的是一个个的晶粒,分不开的是亚晶。
D 至于为什么通过衍射峰宽测出来的“粒径”为什么总是那么小,还有一个原因。
实际上吧,使衍射峰变宽的原因可能有两个,一是晶粒变小了,另一个原因是晶粒内部存在“微观应变”。
谢乐公式Scherrer公式
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介绍一个XRD常用公式:谢乐公式Scherrer公式默认分类2008-04-11 16:16:02 阅读5473 评论0 字号:大中小订阅Scherrer公式D=Kλ/βcosθ中,K为Scherrer常数,其值为0.89;D为晶粒尺寸(nm);β为积分半高宽度,在计算的过程中,需转化为弧度(rad);θ为衍射角;λ为X射线波长,为0.154056 nm首先,用XRD计算晶粒尺寸必须扣除仪器宽化影响。
其次,我不知道你用的是不是Cu靶,Kα1和Kα2必须扣除一个,如果没扣除,肯定不准确。
最后,扫描速度也有影响,要尽可能慢。
一般2度/分钟。
本作业指导书参照JY/T 009-1996转靶多晶体X射线衍射方法通则和德国Bruker D8 ADVANCE系列仪器操作手册制定。
1. 适用范围本作业指导书适用于在Bruker D8 ADVANCE粉末衍射仪上进行XRD测试及进行相应的数据处理和结果分析。
2. 术语、符号2.1 X射线:通常将波长为10-3nm~10nm的电磁波叫做X射线。
用于晶体衍射的X射线波长一般从0.05nm到0.25nm。
2.2 晶体:由结构单元在三维空间呈周期性重复排列而成的固态物质。
这里的结构基元指的是原子、分子、离子或它们的集团;在晶体学中,(空间)点阵是用来表达晶体中原子团排列的周期性的工具,是三维空间中,周期重复排列的点的集合。
晶体可以用简单的公式表示如下:晶体=(空间)点阵+结构基元2.3多晶体: 由许多小晶粒聚集而成的物体称为多晶体或多晶材料。
它可以是单相的,也可以是多相的。
2.4 晶胞:晶体中用来反映晶体的周期性、对称性及结构单元的基本构造单元。
其形状为一平行六面体。
2.5 晶胞参数;点阵常数:平行六面体形的晶胞可用其三个边的长度a、b、c及它们间的夹角α、b、c边的夹角)、β(a、c边的夹角)、γ(a、b边的夹角)这六个数来表达,这六个数就叫做点阵常数或晶胞参数。
2.6 点阵畸变:存在于点阵内部的不均匀应变。