XRD常见问题分析大全

1.做XRD有什么用途啊，能看出其纯度?还是能看出其中含有某种官能团？

X射线照射到物质上将产生散射。晶态物质对X射线产生的相干散射表现为衍射现象，即入射光束出射时光束没有被发散但方向被改变了而其波长保持不变的现象，这是晶态物质特有的现象。

绝大多数固态物质都是晶态或微晶态或准晶态物质，都能产生X射线衍射。晶体微观结构的特征是具有周期性的长程的有序结构。晶体的X射线衍射图是晶体微观结构立体场景的一种物理变换，包含了晶体结构的全部信息。用少量固体粉末或小块样品便可得到其X射线衍射图。

XRD（X射线衍射）是目前研究晶体结构(如原子或离子及其基团的种类和位置分布，晶胞形状和大小等)最有力的方法。

XRD特别适用于晶态物质的物相分析。晶态物质组成元素或基团如不相同或其结构有差异，它们的衍射谱图在衍射峰数目、角度位置、相对强度次序以至衍射峰的形状上就显现出差异。因此，通过样品的X射线衍射图与已知的晶态物质的X射线衍射谱图的对比分析便可以完成样品物相组成和结构的定性鉴定；通过对样品衍射强度数据的分析计算，可以完成样品物相组成的定量分析；

XRD还可以测定材料中晶粒的大小或其排布取向（材料的织构）...等等，应用面十分普遍、广泛。

目前XRD主要适用于无机物，对于有机物应用较少。

关于XRD的应用，在[技术资料]栏目下有介绍更详细的文章，不妨再深入看看。

如何由XRD图谱确定所做的样品是准晶结构？XRD图谱中非晶、准晶和晶体的结构怎么严格区分？

三者并无严格明晰的分界。

在衍射仪获得的XRD图谱上，如果样品是较好的"晶态"物质，图谱的特征是有若干或许多个一般是彼此独立的很窄的"尖峰"（其半高度处的2θ宽度在0.1°~0.2°左右，这一宽度可以视为由实验条件决定的晶体衍射峰的"最小宽度"）。如果这些"峰"明显地变宽，则可以判定样品中的晶体的颗粒尺寸将小于300nm，可以称之为"微晶"。晶体的X射线衍射理论中有一个Scherrer公式，可以根据谱线变宽的量估算晶粒在该衍射方向上的厚度。

非晶质衍射图的特征是：在整个扫描角度围（从2θ 1°~2°开始到几十度）只观察到被散射的X射线强度的平缓的变化，其间可能有一到几个最大值；开始处因为接近直射光束强度较大，随着角度的增加强度迅速下降，到高角度强度慢慢地趋向仪器的本底值。从Scherrer 公式的观点看，这个现象可以视为由于晶粒极限地细小下去而导致晶体的衍射峰极宽化、相互重叠而模糊化的结果。晶粒细碎化的极限就是只剩下原子或离子这些粒子间的"近程有序"了，这就是我们所设想的"非晶质"微观结构的场景。非晶质衍射图上的一个最大值相对应的是该非晶质中一种常发生的粒子间距离。

介于这两种典型之间而偏一些"非晶质"的过渡情况便是"准晶"态了。

在做Ｘ射线衍射时，如果用不同的靶，例如用铜靶或者Cr靶，两者的谱图会一样吗？如果不同的话，峰的位置和强度有啥变化吗？有规律吗？

不同的靶，其特征波长不同。衍射角（又常称为Bragg角或2θ角）决定于实验使用的波长（Bragg方程）。使用不同的靶也就是所用的X射线的波长不同，根据Bragg方程，某一间距为d的晶面族其衍射角将不同, 各间距值的晶面族的衍射角将表现出有规律的改变。因此，使用不同靶材的X射线管所得到的衍射图上的衍射峰的位置是不相同的，衍射峰位置的变化是有规律的。

而一种晶体自有的一套d值是其结构固有的、可以作为该晶体物质的标志性参数。因此，不管使用何种靶材的X射线管，从所得到的衍射图获得的某样品的一套d值，与靶材无关。衍射图上衍射峰间的相对强度主要决定于晶体的结构，但是由于样品的吸收性质也和入射线的波长有关。因此同一样品用不同靶所取得的图谱上衍射峰间的相对强度会稍有差别，与靶材有关。

重温一下布拉格公式和衍射的强度公式，您的问题答案全都有了。

我想知道不同衍射角对应的晶面，怎么办？

如果你的图能够找到对应的粉末衍射数据卡，那么问题就简单了。多数的粉末衍射数据卡上面都给出了各衍射线的衍射指标，也就可以知道对应的晶面了。

如果是未知晶体结构的图，就需要求解各衍射线的衍射指标，这一步工作叫做"衍射图的指标化"。如自己解决需要具备基础的晶体学知识，然后学会一两个指标化的工具软件（如treaor90）进行尝试。

对于正交晶系的晶胞参数，其中a、b、c代表晶胞的三个棱的长度。但我不清楚如何定义a、b、c的方向，也就是说按照什么依据确定这三条棱的方向？是否有明确的规定还是可以任意自定义？

一般来说可以用a < b < c的定向原则，其实，用什么方向都可以，它们可以通过矩阵来转换。

晶胞中的a，b，c，分别是三个晶轴方向上的单位平移向量的长度，称为轴长，不是"三个棱"的长度。轴长符号也常用a0，b0，c0表示。轴长单位常用?（埃，Angstrom，=10-10米）或纳米（nm，=10-9米）。在晶体结构中没有"棱"这样一种说法，只有晶体坐标系，而这个坐标系是用a，b，c，α，β，γ六个参数来表示的，α，β，γ分别代表三个轴间的夹角。而"晶棱"是指晶体的外形的棱边。所以说"a、b、c代表晶胞的三个棱的长度"是错误的。

如何计算晶胞体积？比如说我想计算二氧化锆四方晶相的晶胞体积，甚至是各个晶胞参数，怎么用这个软件来具体处理一下呢？

首先，你要有相应的晶体学方面的知识。这些软件是为我们处理一些晶体学上的一些问题服务，所以，你不能抛开晶体学去使用软件。有了一些必要的晶体学知识之后，你再去学习使用这些软件，这样你才能看懂help里的容。对于你现在所讲的这个晶胞体积的问题，实际上也就是晶胞参数精确测定的问题，因为晶胞参数精确测定了之后，晶胞体积自然就知道了。

有什么软件能根据分数坐标画出晶体的空间结构？就是有八面体或者四面体的那种。

根据晶体的结构结构数据，用diamond或atoms等专业的晶体结构绘图软件便可画出晶体的空间结构。

六角结构的晶体在生长时它的在的优先生长方向是哪一个？

一般来说晶体沿短轴方向生长速度快 ,垂直于长轴方向的晶面密度较大，从能量的角度说，当晶体生长时，这样的格位更稳定一些。

在X射线测量中（三方晶系）通常给出的都是六方的晶格常数例如a=b=5.741, c=7.141,夹角分别为120°，120°，90°。现在我想把它换算成三方结构的晶格常数a=b=c=? , 夹角 a=? 你是通过对衍射数据指标化得出的六方晶格常数，还是从文献得到的？如果你的晶胞是菱方格子，那么用六方定向和菱方定向是一样的

梁敬魁的《粉末衍射法测定晶体结构》中有公式可以由三方转六方，或六方转三方。

如何知道晶体中原子坐标?

做单晶X－射线衍射才能得到原子的坐标。除了四圆外，CCD也可进行单晶X－射线衍射。

如何根据X射线衍射数据计算晶粒尺寸晶格常数和畸变，用什么理论和公式？

根据衍射峰的峰形数据可以计算晶粒尺寸晶格常数和畸变。在衍射峰的宽化仅由于晶粒的细小产生的情况下，根据衍射峰的宽化量应用Scherrer公式便可以估算晶粒在该衍射方向上的厚度。你如果需要做这方面的计算，需要增加一些入门知识，在本网页上你就能够找到一些有关资料的。

[X射线小角衍射和X射线小角散射]

小角X射线散射（Small Angle X-ray Scattering)和小角X射线衍射(Small angle x-ray diffraction)是一回事吗？

早期小角X射线散射仅指超细颗粒在低角度围（常指2θ<20°）上的X射线散射，而现在，小角X射线散射通指在低角度围（常指2θ<10°~20°）的X射线散射。

X-射线照射到晶体上发生相干散射（存在位相关系）的物理现象叫衍射，即使发生在低角度也是衍射。例如，某相的d值为31.5A，相应衍射角为2.80°（Cu-Kα），如果该相有很高的结晶度，31.5A峰还是十分尖锐的。薄膜也能产生取决于薄膜厚度与薄膜微观结构的、集中在小角围的X射线衍射。在这些情况下，样品的小角X射线散射强度主要来自样品的衍射，称之为小角X射线衍射。对这类样品，人们关心的是其最大的d值或者是薄膜厚度与结构，必须研究其小角X射线衍射。

X-射线照射到超细粉末颗粒（粒径小于几百埃，不管其是晶体还是非晶体）也会发生相干散射现象，也发生在低角度区。但是由微细颗粒产生的相干散射图的特征与上述的由超大晶面间距或薄膜产生的小角X射线衍射图的特征完全不同。

小角衍射，一般应用于测定超大晶面间距或薄膜厚度以及薄膜的微观周期结构、周期排列的孔分布等问题；小角散射则是应用于测定超细粉体或疏松多孔材料孔分布的有关性质。

X-射线照射到样品上还会发生非相干散射，其强度分别也主要集中在在低角度围，康普顿散射就属于此类，其结果是增加背景。

哪里能得到小角X射线衍射的系统理论包括书、文献、技术、软件？

1. 晉远等, X 射线小角散射. 高等教育, , 1990

2. Y. Xiang, et al. Materials Characterization, 2000, 44(4-5): 435-9

我现在做介孔材料。介孔(孔径2-50nm)在材料中成有序排列，象晶格一样的排列在材料中，孔壁、材料为非晶相。为什么XRD能粗测孔与孔的间距？我了解到的是,孔成有序排列，所以在小角度会有衍射峰,(001)面的峰值和孔径有关。但我不知道为什么?

跟长周期有关：大的孔需要大的周期，或者说是"孔面"间距，类似于"晶面间距"。"孔"意味晶体中该区域没有原子填充，没有填充原子就无衍射峰。而孔洞的边界是原子紧密排列的，原子密度相对较高，对应产生较强的衍射，强度较大。大孔孔径大，空间重复周期大（即长周期），对应的晶面距大，产生的衍射在小角区。所说的（001）有强线对应的材料的晶体C 轴较长，如果第一线是（100）则A轴较长。

[关于粉末衍射数据库的问题]

PDF2卡片与JCPDS 卡有什么区别？

是同一个东西！

PDF2是ICDD (International Centre for Diffraction Data)的产品，ICDD的前身为JCPDS (Joint Committee on Poder Diffraction Standards) 。

为什么我用pcpdfwin查到的电子PDF卡和我在学校图书馆查的PDF卡不同，卡号都是一样的，可相对强度值不一样，这是为什么？

相对强度是估计的，有误差是正常的，可能是数据的来源有所不同造成的，还有要注意，由于卡片制作后就不能改，所以有的卡片被后来的结果修正了，这在印制的卡片上是没有这种信息的，但在数据库中的卡片则有说明，哪些卡片已经被删除。

衍射卡片里面相对强度怎么有的大于100？（比如为999）

粉末衍射卡的强度数据以相对强度提供，一般以最强线为100。但是计算的粉末衍射数据最强峰的强度值取作999。其实相对强度的数值并不重要，您只要把最大的当作100，其它的与之比较就可以了，比如999当作100那么500就是50，353就是35，在这里因为是估计，有误差也没有关系了。

同一种物质对应着两卡片，这正常吗？

这很正常，两卡片是在不同的时间或由不同的人做的。你可以按卡片号调出卡片，卡片上就可以查到卡片数据出处的原始文献。

在X射线粉末衍射的数据表中，Peak List中有Rel.Int.[%]，Pattern List中有Scale Fac,请问"Rel.Int.[%]"，"Scale Fac"代表的意义。

"Rel.Int.[%]"的意思是"相对强度，%"，"Scale Fac"是（强度）"比例因子"。

请问哪里能查到文献上发表的天然产物的晶体数据？

ICSD 数据库或ICDD 的PDF数据库。

除此之外，还可以在矿物数据库中和美国矿物学家晶体结构数据库中免费查到，在"晶体学数据库"栏目中提供的中查。

[物相分析方面的问题]

样品卡与标准卡对比原则？

提供几条原则供大家参考：

1. .对比d值比对比强度要重要；

2. 低角度的线要比高角度的线要重要；

3. 强线比弱线重要；

4. 要重视特征线；

5. 同一个物相可能有多套衍射数据，但要注意有的数据是被删除的；

6. 个别低角度线出现缺失；

7. 由于样品择优取向某些线的强度会发生变化；

8. 有时会出现无法解释的弱线，这是正常的，不能要求把所有的线都得到解释。

"要重视特征线"，那么什么是特征线？"同一个物相可能有多套衍射数据，但要注意有的数据是被删除的"，这是什么意思？

所谓的特征线就是某物质最强而且是独有的最容易判断的线，如石英的特征线就是d=3.34?的线，在混合物中如果出现这条线，有石英的可能性就大，其它也是这样，这在混合物中

查物相是很有用的。

同一个物相可能有多套衍射数据是指有多个卡片的数据都是一个物相，比如石英（SiO2）从1到49卷都有数据，共有93个数据卡片，但是1-8卷15，16，33-1161，42-391等（共38个）这些卡片都是卡片库的编者已经删除的。

哪里能查到文献上发表的天然产物的晶体数据？

除ICSD database 和ICDD 的PDF库外，还可以在矿物数据库中和美国矿物学家晶体结构数据库中免费查到。

如何将单晶数据转化为粉末的，来作为我的标准谱呢？

可以利用Shape公司的软件，利用单晶数据计算粉末理论图，最新版本1.2demo版。

没有它的粉晶射线图，但是有根据其单晶X射线衍射推算出来的晶胞参数，请问我怎么才能反推算出该晶体的粉晶衍射图？

如果你有结构数据，就可以从理论上算出粉末衍射图的，可以使用Materials Studio的reflex plus模块算出来；有原子坐标，通过diamond 也可以得到它的粉末XRD图。

如何分析出其晶体结构而确定是我们预期的物质呢？

如果能够在ICDD的粉末衍射数据库中找到你预期的物质的衍射数据，做一个XRD鉴定即可确定。

做了一些铝合金试样的XRD，试样中铝含量超过95%。试样的谱线均在纯铝谱线左侧，低角度谱线偏离0.2度左右，高角度谱线偏离0.3-0.4度左右。请问它们是第二相固溶引起的吗？它们与固溶程度有什么定性和定量的关系？

根据Bragg公式，峰位置向左偏移，相当于d值变大了，反映其晶胞参数变大了，说明在Al的晶格中渗入了其他的原子。另外，没有出现新的衍射峰，说明是铝的无序固溶体，保持着纯铝的晶体结构。

钴酸锂的标准卡片有哪几种？而许多厂家用的是16-427标准卡片，没有考虑（009）这个衍射峰，为什么不用75-0532标准卡片呢？

16-427是通过实验得出的，而75-0532是利用ICSD结构数据库中的结构数据计算得出的做钴酸锂实验时，出现的峰和75-0532一样，而和16-427是不是只差（009）衍射峰呢？如果是这样，那么就是16-427漏掉了这个峰，或者当时实验者收集数据时的角度不够高，没有达到这个峰的位置，这种情况是常有的

做钴酸锂XRD衍射实验时，在X衍射仪上做出的衍射图片,第一个衍射峰特别高,其他的衍射峰特别低,不成比例,是仪器本身的原因,还是发生了择优取向,请各位高手指点。

不知你是用钴酸锂粉末做的实验，还是多晶膜等？如果是粉末，那可能就是择优取向了

化学沉淀法从氨氮废水中结晶出磷酸铵镁，XRD与标准JCPDS相比衍射峰有规律向左偏移，这表达什么晶体结构的信息啊？

可能的原因：

如果各峰的偏移基本上是一个固定值，原因是2θ零位不正确；

样品平面后仰；

组成偏离化学式"MgNH4PO4·6H2O"，未知的偏离导致晶格变大了一些。

用Jade5软件可以进行XRD定量分析吗?

XRD定量分析的基础数据是样品中各组成物相的强度数据（原理上应该用峰的面积数据），余下的工作便是些乘除比例的运算了，使用表格软件（如WPS Ofice的"WPS表格"、微软的Excel）完成甚为方便。因此，使用任一能够获得峰面积或峰高的软件工具都可以进行XRD定量分析，当然，有Jade软件更为方便。

哪里有X射线衍射校正和定量分析用的标准物质（GBW(E) 130017）α-石英（α-SiO2）国家标准物质研究中心询购。https://www.360docs.net/doc/855906459.html,

[结构分析计算方面的问题]

请介绍一些介绍Rietveld方法的书籍。

这方面的书籍很多，如：

《粉末衍射法测定晶体结构》

作者：梁敬魁编著：科学

出版时间：2003 丛编项：应用物理学丛书

简介：本书系统全面论述了粉末衍射图谱的指标化，点阵常数的精确测量，粉末衍射测定新型化合物晶体结构的各种方法等在离子晶体结构分析中的应用。

主题项：粉末衍射法－晶体结构 X射线衍射－晶体结构

有没有关于精修的详细操作的指南？

如果你想用Fullprof来精修结构，那么你可以看看本论

坛：https://www.360docs.net/doc/855906459.html,/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=81关于这个软件的使用说明。

有了结构数据后，你可以用diamond、atoms等绘图软件绘出晶体结构图

请推荐一个小巧玲珑，方便实用的计算晶胞参数的软件。

Celref2.0或3.0都可以。

chekcell软件可以根据xrd图谱和pdf卡片获得样品的晶胞参数么？

CHEKCELL是进行晶胞参数的精修，粗晶胞当然可以在pdf卡片上得到了，这个软件是较简单，按照上面的提示操作就可以了

用XRD图来精修出分子结构研究分子的性质, 收集XRD时应注意些什么?

强度要高，中等强度的衍射峰强度要达到5000计数以上；衍射峰的分辨要尽可能的好；扫描围要大，最大d值的峰不能缺失。衍射峰的强度和很多因素有关，比如样品的衍射能力，性质，还有仪器功率，测试方法，检测器的灵敏度等等。

做XRD时步长一般为0.02度，但是如果要做Rietveld分析，出了强度要求500以上，步长有没有什么要求啊？

一个半峰宽有3-5个点就可以了，步长一般为FWHM的0.2-0.3就可以了。

强度要求在10000-20000之间。

如果用普通的xrd仪器如brucker D8 或者 philips 等测试粉末的xrd,扫描速度需要多