RD分析方法介绍
RD图谱实例分析
经过衍射峰的匹配,得出定性结果,本张衍射图谱所对应样品的物相成分为SiO2.
多物相成分的定性分析
一、打开衍射图谱
二、对图谱进行平滑等处理
三、设置寻峰参数进行寻峰 经过寻峰得到该图谱的衍射峰数据包括峰位、峰强、半峰宽、晶面间距等.
四、根据实际情况设置峰匹配参数并进行峰匹配 经过峰匹配后得出定性结果该样品所含的混合相有CaCO3、Al2O3、SiO2
五、根据所加标样实际量重新计算各结晶相及非晶态化合物含量
纳米材料晶粒度的计算
一、打开XRD图谱文件
二、对图谱进行平滑等处理
三、选取所要测物相的最佳衍射峰进行峰形拟合计算,求出峰的准确参数.
四、根据所求的峰参数及仪器宽化,利用谢乐公式求出晶粒尺寸.
思考题
如何确定材料是晶态或非晶态,为什么 X射线粉末衍射仪有哪些应用,试举例并说明分析
全谱拟合法物相半定量分析
全谱拟合法是应用Rietveld程序对所测图谱进行全谱拟合来进行物相的半定量分析. 我们还是以刚才分析的样品为例. 一、打开XRD图谱文件
二、对图谱进行平滑等处理
三、设置寻峰参数进行寻峰
经过寻峰得到峰的相应参数
四、导入CaCO3、SiO2、A整拟合参数进行多次拟合直至得到最佳拟合结果 经过多次拟合得到最佳的拟合结果,拟合结果的好与坏有一系列的评判参数如上图.
X射线多晶衍射分析实例
单物相成分定性分析
一、打开XRD图普文件
二、对图谱进行处理
对XRD图谱进行K α2去除和图谱的平滑处理
三、对图谱进行寻峰 根据图谱的实际情况设置寻峰条件,对图谱进行寻峰
经过寻峰得出峰的相应参数 寻峰后所得的峰参数如图所示,包括峰的位置、晶面间距、强度、半峰宽等
《RD物相分析》教案
《RD物相分析》教案RD物相分析教案教案目标:1.了解并能够描述反射衍射技术(RD)在物相分析中的应用;2.理解RD物相分析的基本原理和操作步骤;3.掌握RD物相分析的数据解读与结果分析方法。
教学内容:一、RD物相分析的介绍A.RD物相分析的定义和作用B.RD物相分析的三个主要应用领域1.材料科学与工程2.生物医药3.环境与食品安全二、RD物相分析的基本原理A.X射线衍射的基本原理B.RD物相分析的原理与特点1.衍射峰2.晶体结构三、RD物相分析的操作步骤A.实验前准备1.样品制备2.仪器准备B.数据采集1.仪器的校准与参数设定2.样品的放置和对准3.数据采集的方法和步骤C.数据解析与结果分析1.峰形分析2.峰位分析3.峰强分析4.谱图解读和结果分析四、RD物相分析实例分析A.材料科学与工程领域实例B.生物医药领域实例C.环境与食品安全领域实例教学方法:1.讲授法:通过PPT讲解RD物相分析的基本原理和操作步骤,并示范数据的解析和结果分析;2.案例分析法:通过真实的RD物相分析实例,让学生掌握数据解读和结果分析方法;3.小组讨论:将学生分为小组,进行实验设计和结果分析的讨论,培养学生的团队合作和分析能力;4.实践操作:安排实验室实践环节,让学生亲自操作RD仪器进行数据采集和解析,提升实际操作技能。
评估方式:1.书面测试:通过给学生提供一份RD物相分析数据谱图,要求学生进行数据解析和结果分析,考察学生对RD物相分析的理解和应用能力;2.实验操作评估:对学生进行实验操作和数据解析的评估,考察学生的实践能力和操作技巧;3.小组讨论报告:要求学生以小组形式完成一个RD物相分析实验设计和结果分析的报告,考察学生的团队合作和分析能力。
教学资源:1.教材:《RD物相分析原理与应用》;2.实验仪器:RD物相分析仪;3.计算机、投影仪、PPT等多媒体设备。
教学时间安排:1.第一次课:介绍RD物相分析的作用和应用领域,讲解X射线衍射的基本原理;2.第二次课:讲解RD物相分析的原理与特点,以及操作步骤中的实验前准备和数据采集;3.第三次课:讲解数据解析与结果分析的方法,并进行实际数据解析操作;4.第四次课:通过案例分析实例,进一步巩固学生对RD物相分析的理解和应用能力;5.第五次课:进行小组讨论和实验操作,培养学生的团队合作和实践能力。
RD晶粒尺寸分析
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(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”。
打个比方吧,甲乙两个人功劳算到甲一个人头上,当然这个人的功劳就大了(功能劳大就峰宽,峰越宽晶粒就越细)。
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的,即忽略了 A 所说的那种差别。
RD数据分析全面详细
同样Na2Zr Si3O9 H2O 2 的球棒模型为:
cif文件的输出:
cif文件为
四、运用maud 进行精修
导入cif文件
4.1 修基线
添加参数至5个
右击参数的value值改成refined
结果:
4.2修晶胞参数
结果:
4.3修微结构
4.4修原子位子
两种物相每个原子都要改
选择曲线
结果
修改X轴
修改Y轴
寻峰
设置找峰范围:
将2theta角变成d值:
选取首列并编辑公式:
输入公式:
显示结果:
复制结果:
undo
粘贴至第三列:
隐藏数据列表:
将Y轴表头改为intensity 将X轴表头改为2theta
二、Search Match检索工具进行物相
点击Search Match 进行分析
3 根据物相定性分析结果和无机晶体结构数据库ICSD找到正确的 晶体结构数据文件,利用晶体结构建构软件Diamond、Materials studio等绘出球棒形晶体结构;
4 利用Rietveld精修软件Maud,对样品进行定量分析,要求结果可信 Rw≦30% ;
一、利用Origin绘图
1 数据的导入
4.5修择优取向
• Sr SO4 , weight %: 60.28361 +- 0.43405727
• Na2Zr Si3O9 H2O 2 weight %: 39.71639 +0.43405727
5、用Materials studio绘出球棒形 晶体结构
输入晶胞参数:
Sr SO4 的球棒模型为:
《材料现代测试技术》作业-XRD分析 非H、O 成分: Na Zr Si Sr S
RD方法
RD方法(regression discontinuity design)什么是regression discontinuity design下面将用一篇文章来介绍:如何理解「由于使用燃煤取暖,中国 5 亿北方居民预期寿命将缩短年」7月8日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)的一篇论文,向已经逐渐意识到空气污染危害的中国民众再次展现了残酷的现实:以淮河为界,烧煤供暖的中国北方地区空气污染水平高于中国南方,北方5亿居民因严重的空气污染,平均每人失去5年寿命。
这篇文章由清华大学的李宏彬、北京大学的陈玉宇和另外两位作者共同完成。
前两位完成了这篇论文的主要部分。
这个回答首先介绍他们的研究方法,再谈一谈研究者和媒体对这篇文章的引申。
科学家如何得出「使用燃煤取暖中国5亿北方居民预期寿命将缩短年」这个结论的首先要说的是这篇文章使用的RD方法(regression discontinuity design),即断点回归方法。
断点回归方法是最近的政策评估中非常重要的一个方法,他可以在没有随机性的情况下识别出政策的效果。
在早期的研究中,要识别一个处理(Treatment)的效果,我们必须拥有随机性,比如两组随机分开的小白鼠,一组加上某种处理,一组没有处理,最后观察两者的区别。
为什么我们那么需要随机性呢因为研究的基础需要几组十分类似的群体,他们的任何特征都服从一个相同的分布,无论是性别、年龄、教育、健康程度……这样,我们才能确定几组对象之间出现的差别是来自于实验处理的差异,而非某些个人特征。
从一个大样本中严格随机抽取的样本,正好满足这样的同分布假设。
但对于政策研究来说,我们不可能找到这样随机分开的两组人,而且也无法用实验的方法来获得结果——你能将随机分开的100人放在干净空气中,将另外100人放在肮脏空气中并观察一段时间吗一些研究者面对这种缺乏随机性的情况,采用了增加控制变量的方式。
比如,把性别年龄教育健康程度全部放进回归式中,然后声称,两组人之间由于性别年龄教育健康的不同而造成的差别都已经去掉了,剩下的就是这个政策的效果了。
RD成像算法分析
RD成像算法分析数据采集是RD成像算法的第一个步骤,它是通过将X射线束传递通过被测物体,收集经过物体后的射线。
在数据采集过程中,可以采用不同的配置,如平行束、锥形束和扇形束等。
在数据采集过程中,可以通过调整射线束的角度和入射点的位置来获取多个投影数据。
相比传统的X射线成像方法,RD成像算法通过多个视角的数据采集,能够提供更丰富的信息。
数据采集完成后,下一步需要进行图像重建。
图像重建是通过利用采集到的数据来推断物体的内部结构和形状的过程。
RD成像算法中常用的图像重建方法是反投影算法。
具体来说,反投影算法首先将采集到的数据进行相对应的补偿,比如去除背景噪声和伪影等。
然后,根据采集到的数据以及射线在物体中的传播路径,计算每个像素点上的衰减系数。
最后,将这些衰减系数映射到图像空间中,即可得到重建的图像。
相比传统的X射线成像方法,RD成像算法具有以下几个优点。
首先,它能够产生高分辨率的图像。
由于RD成像算法是利用多个视角的数据进行重建,因此可以显著提高图像的分辨率。
其次,RD成像算法的辐射剂量相对较低。
由于可以通过多个视角的数据进行重建,可以降低辐射剂量,减少对被测物体的伤害。
此外,RD成像算法还具有非侵入性。
由于RD成像是一种非接触性的成像方法,可以对生物组织进行非侵入性的检测。
RD成像算法在医学影像处理中有着广泛的应用。
首先,它可以用于疾病诊断和治疗。
比如在肺癌的早期诊断中,RD成像算法可以提供高分辨率的三维图像,帮助医生定位病灶和评估肿瘤的大小和位置,提高治疗的准确性和效果。
其次,RD成像算法还可以用于血管造影。
通过获取视觉上鲜明的血管图像,可以检测血管病变如狭窄或阻塞,并为血管手术提供导航。
此外,RD成像算法还可以用于关节病变的检测和分析、心血管疾病的诊断和评估等。
总而言之,RD成像算法是一种用于医学影像处理的先进技术。
它通过多个视角的数据采集和图像重建,可以生成高分辨率、低辐射剂量、非侵入性的三维图像。
RD定量分析方法
大的结晶聚合物单晶(0.1 mm以上,除蛋白质 外)很难得到,一般采用多晶或单轴、双轴聚向聚 合物材料样品。
随着2 增大,衍射斑点增宽,强度下降,衍射峰 主要出现在30°以下的低角区。由于晶粒尺寸很小 (一般小于30 nm ),结晶不完善,衍射图较弥散, 谱线复杂。聚合物大多属于低级晶系,要确定晶体 结构较困难。
入参比物,以样品中任一物相作为参比物,直接从
混合物衍射强度分布曲线求出各组分的含量,从而
避免了由参比物带来的误差和衍射线叠加。如待测
定
样品含有n个已知相,其中没有非晶相,要测定所
量
有n个相的含量可用这一方法测定,计算过程仍需
分
要使用参比强度K值。
析
实
例
:
结
果
其中i为待测相,j为参比相(任意其它相)。因此,
对于二元系统来说,
可见,只要K1和K2已知就很容易根据衍射线的 强度比算出二元系统的相含量。
45
定量相分析应注意的问题
(1) 足够的试样大小和厚度:保证X射线始终扫描在 试样表面之内,且不穿透试样(10 m以上)。
(2) 适当的晶粒尺寸范围:0.2~10 m。晶粒太小会 使峰宽化;太大会偏离粉末晶体,衍射过少。
基本原理 设试样是由n个相组成的混合物,其线吸收系数为
μ,则其中j相的HKL晶面衍射线强度为:
由于各物相的l不相同,含量改变也会改变。 假设j相的体积分数为fj,试样被照射的体积V为 单位体积,则 :
当混合物中j 相含量改变时,强度公式中除fj和 外,其余各项为常数(即与j相含量无关), 合并记为Cj。则j 相某根衍射线的相对累积强度 Ij为:
作标准曲线(也 称工作曲线)的标 准样所含物相应与 待测样品相同,所 以,标准曲线只适 用于两相混合物。
材料表征分析技术 RD
2.应用
Bugger 方程: 2d sin =
将晶面间距d和晶胞参数a的关系带入:
sin2 2 h2 k 2 l 2 2a
由测定试样晶体的衍射线出现情况,可确定晶体结构类型;
例:求Al的晶胞参数,用Cu(K1) 射线( =1.5405埃 )照射
物质微区不均匀性,例如存在纳米级别的异 类颗粒或孔隙,则会在 2θ<5o 范围内出现相 应的漫散射谱线即小角散射现象。
I
2θ
衍射强度
衍射积分强度:X射线受晶体中众多电子散 射后的干涉与叠加结果。原子在晶胞中位置 及原子种类则决定了衍射强度。
面积不变
衍射强度
有两种类型的散射
相干散射:波长与入射线波长相同即能量未变化,也 称汤姆逊散射
– 简单但精度稍差。
X射线衍射定量分析
• 内标法
– 待测试样中含有多个物相 – 各相的质量吸收系数不同。
• 先完成工作曲线,确定混合物中的不同组分的 含量。
X射线衍射定量分析
• 例:
– 按不同配比均匀混合A和B相,如100:0, 90:10, 80:20, 70:30, ……
– 分别测试其X射线衍射,计算衍射主极大的峰的积分 强度IA/IB,
X射线衍射定量分析
• 因此根据衍射强度,从理论上将无法精确确定混 合物中的精确含量;
• 不仅要求鉴别物相的种类,而且要求测定各物相 的相对含量,进行定量分析;
• 各相的衍射线的强度,随该相含量的增加而提高
– 各物相对X射线的吸收不同,使得“强度”并不正比 于“含量”,而须修正。
朗伯-比尔定律
• 当用一适当的波长的单色光照射吸收物 质的溶液时,其吸光度与溶液浓度和透 光液层厚度的乘积成正比
煤系针状焦原料在成焦过程中的RD结构分析
煤系针状焦原料在成焦过程中的RD结构分析一、本文概述随着全球能源结构的转变和环保意识的增强,煤系针状焦作为一种清洁、高效的炭材料,其在能源、化工、冶金等领域的应用逐渐受到重视。
煤系针状焦的原料在成焦过程中,其RD(即径向和轴向)结构的演化与调控对于最终产品的性能具有决定性影响。
因此,深入研究煤系针状焦原料在成焦过程中的RD结构分析,对于提升产品质量、优化生产工艺、推动煤系针状焦的产业化发展具有重要意义。
本文旨在通过系统研究煤系针状焦原料在成焦过程中的RD结构变化,揭示其成焦机理,为煤系针状焦的生产提供理论依据和技术指导。
本文将概述煤系针状焦的基本性质和应用现状,阐述研究背景和研究意义。
详细介绍实验原料、实验方法以及结构分析手段,确保研究的科学性和可靠性。
接着,通过对比分析不同成焦阶段煤系针状焦原料的RD结构特征,探究其结构演化规律。
结合实验结果,讨论成焦过程中RD结构调控的关键因素,提出优化成焦工艺的建议和展望。
通过本文的研究,期望能够为煤系针状焦的生产实践提供理论支持,促进煤系针状焦产业的可持续发展,同时为推动相关领域的研究进展做出贡献。
二、煤系针状焦原料的基本特性煤系针状焦原料是一种特殊的炭化材料,其独特的物理和化学性质使其在成焦过程中表现出显著的特点。
煤系针状焦原料主要来源于煤焦油,经过一系列复杂的热处理和化学转化过程,形成了具有针状结构的焦炭。
煤系针状焦原料具有较高的挥发分含量,这意味着在炭化过程中,大量的挥发性物质会逸出,影响成焦的结构和性能。
挥发分主要包括轻质烃类、酚类、萘类等化合物,它们在成焦过程中会发生热解和缩聚反应,对针状焦的形成和发展起到关键作用。
煤系针状焦原料的灰分含量较低,这意味着其杂质含量相对较少,有利于制备出高质量的针状焦。
灰分主要由无机矿物质组成,如氧化铝、二氧化硅等,它们在成焦过程中不易被热解或缩聚,因此通常以颗粒状存在于焦炭中,对针状焦的结构和性能产生一定影响。
研究与开发(RD)项目评估方法的一种比较分析
研究与开发(RD)项目评估方法的一种比较分析
研究与开发(R&D)项目评估方法的一种比较分析
过去,大量文献资料介绍了关于研究与开发(R&D)项目评估的方法,并大多集中在R&D项目评估方法得以建立的最根本的理论基础方面,很少论及方法的有效性和适应性,没有对方法的优劣和应用进行比较分析.在运用层次分析法(AHP)的基础上,对一些主要的R&D项目评估方法进行比较分析,研究了影响这些评估方法有效性的各种因素,并应用敏感性分析法确定出哪些是关键因素.
作者:曾德明王贵军作者单位:湖南大学,工商管理学院,湖南,长沙,410082 刊名:科技与管理英文刊名:SCIENCE-TECHNOLOGY AND MANAGEMENT 年,卷(期):2002 4(4) 分类号:F224.5 F270 关键词:研究与开发(R&D) 评估方法比较准则敏感性分析。
RD实验物相定性分析
XRD实验物相定性分析一、实验目的1、学习了解X射线衍射仪的结构和工作原理。
2、掌握X射线衍射物相定性分析的原理和实验方法。
3、掌握X射线分析软件Jade5.0和图形分析软件OriginPro的基本操作。
二、实验仪器D8 Advance型X射线衍射仪组成:主要由X 射线发生器、测角仪、辐射探测器、记录单元及附件(高温、低温、织构测定、应力测量、试样旋转等)等部分组成。
核心部件:测角仪(1)测角仪图2. 测角仪的光路图X 射线源S 是由X 射线管靶面上的线状焦斑产生的线状光源。
线状光源首先通过梭拉缝S1,在高度方向上的发散受到限制。
随后通过狭缝光栅K ,使入射X 射线在宽度方向上的发散也受限制。
经过S1和K 后,X 射线将以一定的高度和宽度照射在样品表面,样品中满足布拉格衍射条件的某组晶面将发生衍射。
衍射线通过狭缝光栏L 、S2和接受光栏F 后,以线性进入计数管C ,记录X 射 C-计数管;S1、S2-梭拉缝;D-样品;E-支架;K 、L-狭缝光栏;F-接受光栏;G-测角仪圆;H-样品台;O-测角仪中心轴;S-X 射线源;M-刻度盘;图1. 测角仪结构原理图线的光子数,获得晶面衍射的相对强度,计数管与样品同时转动,且计数管的转动角速度为样品的两倍,这样可以保证入射线与衍射线始终保持2θ夹角,从而使计数管收集到的衍射线是那些与样品表面平行的晶面所产生的。
θ角从低到高,计数管从低到高逐一记录各衍射线的光子数,转化为电信号,记录下X射线的相对强度,从而形成 2—I的关系曲线,即X射线衍射花样。
相对(2)X射线发生器图3. X射线产生装置X 射线管实际上就是一只在高压下工作的真空二极管,它有两个电极:一个是用于发射电子的灯丝,作为阴极,另一个是用于接受电子轰击的靶材,作为阳极,它们被密封在高真空的玻璃或陶瓷外壳内。
X射线管提供电部分至少包含有一个使灯丝加热的低压电源和一个给两极施加高电压的高压发生器。
当钨丝通过足够的电流使其发生电子云,且有足够的电压(千伏等级)加在阳极和阴极间、使得电子云被拉往阳极。
rd did 研究方法
rd did 研究方法
RD(断点回归)和DID(双重差分)是两种常用的研究方法,用于处理某些类型的问题,例如内生性问题、选择偏差等。
1. 断点回归(RD):这是一种类似于随机受控实验的准实验法。
它通过找到一个断点,使得处于断点左侧的观测值与断点右侧的观测值在处理效应上近似相等,来估计处理效应。
这种方法可以在一定程度上控制选择偏差和内生性问题。
2. 双重差分(DID):这是一种在政策评估研究中广泛应用的方法。
它的基本思想是,允许存在不可观测因素的影响,但假定这些因素是不随时间变化的。
通过比较处理组和对照组在政策实施前后的变化差异,可以估计政策的净效应。
DID 方法可以控制某些共同趋势和选择偏差,但在使用时需要注意其假设条件的合理性。
此外,还有工具变量法、倾向匹配方法等其他处理内生性问题的方法。
这些方法各有特点,使用时需要根据具体问题和数据特点进行选择。
物相定量RD分析
K值法的优点: 1. K值与待测相和内标物质的含量无关。因此可以任意选取内标物质的含
量 2. 只要配制一个由待测相和内标物质组成的混合试样便可测定K值,因此
不需要测绘定标曲线 3. K值具有常数意义,只要待测相、内标物质、实验条件相同,无论待测
相的含量如何变化,都可以使用一个精确测定的K值
三、绝热法
j 1
Ihkl
1 32R
I0
e4 m2 c 4
3 V02
VFh2klPhkl
1cos2 2 sin2 cos
e2M A()
H
•
F e 2 2B(sin hkl
/
)2
H
为除Fh2kl及e2M之外的所有各项
nn
又 F 2 hkl
f j fq exp2i[h(xj xq) k(yj yq) l(zj zq)]
物相定量RD分析
This template is the internal standard courseware template of the enterprise
将与相含量无关的物理量与强度因子分别用常数C及K表示:
C312RI0
e4 m2c4
3
KV102Fh2kPlhks1l i2cnoc22sose2M
各吸收系数用其它量取代,好像把吸收效应从基体中冲洗出去,故称为基体冲
洗法。另外其推导的K值与内标物质加入量的多少无关,且测算容易,因此也
常称为K值法。
K值法与内标法的主要区别在于对比例常数K的处理上不同。内标法的比
例常数K与内标物质含量有关,而K值法的比例常数K与内标物质含量无关。
公式推导: 设待测试样中含有n个相,要测其中j相的含量(Wj) 在待测样品中掺入内标物质为S制备成复合试样。复合试样中内标物质S相
RD分析数据处理技巧-拾遗
RD分析数据处理技巧-拾遗1)数据转换Jade等2)晶粒度、晶⾯间距、晶⾯指数的计算,残余应⼒等3) XRD的拓展功能格式转换与数据导出(1) 通过X’pert High core plus程序转换成JADE可读写的pd3格式,(2) 点击右下⾓的光盘标志,得到参考XRD的数据信息,通过plot-symbol-verticaldrop line绘制参考XRD图,在此基础上绘制exp的XRD图1) 扣除背景BG,BE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。
在此可选择背景的线形,线形⼀般选择Cubic Spline。
另外,在此还可设置是否扣除Kα2的成分(Strip K-alpha2-Ka1/Ka2 Ratio 2.0),如果选择了该项,在扣除背景的同时扣除了Kα2的成分。
Strip K-alpha2-Ka1/Ka2Ratio 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,由于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)等数据,可以通过扣除背景的功能同时扣除掉Kα2。
2)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。
3)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。
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1、x射线的产生及性质
1.1 x射线的产生
x射线首先是由伦琴于1895年发现的,其后很多科 学家都对其进行了深入的研究,并将其作为一种分析方法 得以应用。
x射线是由高速运动的电子突然受阻,由于与物质 的能量交换作用而产生的。在实验室中,x射线的产生是 用具有高真空度的x射线管来完成的。
度随波长连连续续变谱化是的从线某谱个。最产短生波连长续(谱λm的in)机开理始是,:强当 高速运动的电子击靶时,电子穿过靶材原子核附近的 强电场时被减速。电子减少的能量(ΔE)转化为所发 射x射线光子能量(hυ),即hυ= ΔE。这种过程是一 种量子过程。 线 动管,在电且连流连续不续谱变谱中时强,, 度峰随 也值管 随对电 之应增压的加提波。高长,约λm为in向1.5短λm波in。方当向x移射
x
另 长 单一确色部定谱分的或是特标由 征 识阳 谱x射极 。线金 当,属x称射材为线料特管成征外分谱加决,电定也压的色射线。称足中的单色相波定波长的谱线为够的基础上叠加
高时,各靶材产生的x射线谱都由这两部,分若
组成。 x射线管在不同管压下强度-波长曲线示意图(左:连续谱;右:连续谱和特征谱)
1.3.1 连续谱
连续x射线谱只有在x射线的劳厄照相法中才用, 在其他方法中均用单色x射线作为光源,连续谱的存 在只能造成不希望有的背景,通常用滤波片或晶体单 色器将其去除。
1.3.2 特征谱
原子可看成是由原子核及绕核运动的电子 组成。电子分布在不同能级的壳层上,离核最近的k 层能量最低,其次是L、M、N等能级逐渐增高。
1.2 x射线的性质
x射线是一种具有较短波长的高能电 磁波,由原子内层轨道中电子跃迁或高能电子 减速所产生。X射线的波长范围为0.01~100Å, 介于紫外线和γ射线之间,并有部分重叠峰。
x射线是一种本质与可见光相同的电磁波, 具有类似于可见光、电子、质子、中子等的性 质——波粒二象性。x射线显示波动性时,有 一定的频率和波长,表现出衍射现象
x射线管的管壁用玻璃或透明陶瓷制成,管内高 真空可以减少电子的运动阻力。阴极由钨灯丝构成,灯丝 被3~4A的电流加热后发出大量的热电子,电子经聚焦和 5000~8000v的电压加速后撞击阳极金属靶时,电子的猝然 减速或停止运动,使大部分能量以热辐射的形式耗散掉, 少部分能量则以x射线形式X射线的吸收
物质对X射线的吸收指的是X射线能量在通过物质时转变为 其它形式的能量,X射线发生了能量损耗。物质对X射线的 吸收主要是由原子内部的电子跃迁而引起的。这个过程中 除部分转变为热量之外,还发生X射线的光电效应和俄歇 效应。
•光电效应
以X光子激发原子所发生的 激发和辐射过程。被击出的电 子称为光电子,辐射出的次级 标识X射线称为荧光X射线。
产生光电效应,X射线光子 波长必须小于吸收限λk。
•俄歇效应
原子在入射X射线光子或电子的作用 下失掉K层电子,处于K激发态;当L 层电子填充空位时,放出E-E能量, 产生两种效应: (1) 荧光X射线; (2) 将能量转移给另一个外层电子,并 使之发射出来,该电子即为俄歇电子。
荧光x射线波长决定于原子的能极差。从荧光x射线 的特征波长可以查明被激发原子是哪种元素,这就 是x射线荧光光谱技术(XRF)。
x射线与可见光相比,除具有波粒二象性的 共性之外,还因其波长短、能量大而显示其特 性:
①穿透能力强;②折射率几乎等于1;③透 过晶体时发生衍射。
•1.3 x射线谱
x射线是高速运动的电子撞击靶材
突然减速时产生的。由x射线管发出的似x它射干 是
线包含两部分:一部分是具有连续波长,亦 和可的条具
在 连
“白色”x射线,称为连续谱或“白谱称单”见光 有一;续谱
产生俄歇电子除用x射线照射外,还可以用电子束、 离子束轰击。俄歇电子的能量分布曲线称为俄歇电 子能谱。俄歇电子能谱反映了该电子从属的原子以 及原子的结构状态特征,因此,俄歇电子能谱分析 (AES)可以分析固体表面化学组成元素的分布, 可用于精确测量包括价电子在内的化学键能,也可 以测量化学键之间微细的能量差。扫描俄歇电子能 谱仪还可观测被测表面的形貌。
x射线的这种产生过程类似于光学光谱的量子过程。
特征x射线的产生示意图
特征x射线的命名主要考虑以下几点: ①某层电子被激发,称某系激发。如k层电子被激发,称k系
激发。 ②某受激层电子空穴被外层电子填充后所产生的x射线辐射,
称某系辐射、某系谱线或某线系。如外层电子填k层的空 穴后所产生的特征x射线,称k系辐射、k系谱线或k线系。 ③当电子填空穴前处于近邻、次近邻、…、电子层,则在对 应谱线名称下方标上αβγ…,如L、M层电子跃至k层,对应 称Kα、Kβ系线。M层电子跃至L层,对应称L系线。 ④当电子填空穴前处于某电子层的各亚层电子层,则在该谱 线名称的下方再标上数字。如L层有3个亚电子层,根据量 子理论,L1能级稳定,不产生电子的跃迁,则电子从Lα2、 Lα1分能级跃至K能级,对应产生Kα1、 Kα2谱线。
1.4.1 x射线的透射
X射线透过物质后强度的减弱是x射线光子数的减 少,而不是x射线能量的减少。所以,透射x射线 能量和传播方向基本与入射线相同。
X射线与物质的相互作用实质上是x射线与原子的 相互作用,其基本原理是原子中受束缚电子被x射 线电磁波的震荡电场加速。短波长的x射线易穿过
物体,长波长x射线易被物体吸收。
特征谱是若干波长一定而强度很大的x射线谱。特 征谱的产生与靶材中原子结构及原子内层电子跃迁过 程有关。当高速运动的电子击靶时,具有高能量的电 子深入到靶材的原子中,激出原子内层电子,而使原 子处于不稳定的激发态,为使原子恢复至稳定的低能 态,邻近的电子立即自发地填其空穴,同时伴随多余 能量的释放,产生波长确定的x射线,其x射线的频率 和 即能hυ量= 由E2原―子E1跃迁前后的电子能级(E2和E1)决定,
1.4 x射线与物质的相互作用
X射线有较强的穿透能力,但由于物质对x射线存 在各种作用,使得x射线被吸收并散射,x射线能量转变为 其他形式的能量,最后将使x射线强度显著减弱,只有一 小部分透射线保持原有能量,沿原方向直接穿过并继续传 播
相干的
散射X射线 非相干 的
透射X射线
吸收
热能 荧光X射线 俄歇效应 光电效应