一种XRD半定量分析

半定量分析步骤
1 物相检索
1.1打开HighScore软件，读入需要分析的文件
[1]选择菜单“File”菜单下的“Open”命令，即打开一个
读入文件的对话框。

工具“”具有同样的功能。

[2] 在文件名上双击，这个文件就被“读入”到主窗口并显示出来。

1.2检索物相
[1] 剔除2
K 峰。

点击菜单栏Treatment→Strip K -Alpha2出现下图所示对话框：
点击strip 2
K ，然后点击replace ，操作完成。

[2] 确定背景
点击菜单栏Treatment→De termine background 出现下图所示对话框：
有三种方式，如果峰形敏锐时一般可以选择自动。

手动的方式比较麻烦。

如果试样非晶成分较多，会在20-30°之间形成一个非晶包，自动的方式一般会剔除这个非晶包，使用者需要注意。

[3]点击“IdeAll”。

检索结果如下：
[4]选定合适的卡片
检索后，系统会将备选相的卡片列在备选相窗口里。

一般备选相中会有很多张卡片待选。

系统将卡片和实测衍射谱进行对比，并根据其符合的程度不同给每一张卡片打分，分数高者列在最前面。

此时操作者再根据对试样信息的掌握加以甄选。

如果对试样的信息一无所知，仅凭得分高低进行判断，出错的几率是很高的。

也就是说，最终的评判要由人来完成，而不是机器。

当我们选出第一相后，如果系统在Auto residue（命令菜单为：View→Tool bars→pattern tool bas→ auto residiue）状态下就会自动把剩余的残谱重新进行比对、
打分和排序，方便我们更快的找出第二相、第三相。

点击红圈所示的快捷按钮，或者点击命令菜单：Tools→Reference code即可进入以下界面：
在弹出的对话框里输入已知的PDF 卡号，再点击对话框里的“Load”即可。

注意：（1）主图下方有一个pattern的按钮
在文件刚打开的时候是灰色的，当有卡片选出时，该按钮被激活。

按下该按钮，仔细观察实测峰和卡片。

如果在实测峰里找不到卡片上的最强峰（100%），无论次强峰对应多么好，都认为试样中没有该卡片上标定的物相。

（2）分析结束后要保存为*.Caf 格式，只有该格式才能保存以上操作所有信息。

2半定量分析
2.1半定量分析原理
从1978年开始，ICDD 发表的PDF 卡片上开始附加有 RIR 值，它是按样品重量与32O Al -α 按1：1 的质量分数混合后，测量样品最强峰的积分强度与刚玉最强峰的积分强度比，如式2-1所示：
col i i I I RIR /= 2-1
其中，Ii 和Icol 分别为物相i 和参考物3
2O Al -α的最强峰
的积分强度。

根据“绝热法”原理。

如果一个系统中存在N 相，其中第i 相的质量分数可以由各个物相的RIR 值给出，如式2-2[1]：
∑==N i RIRi
Ii RIRi
Ii Wi 1//
2-2
由于影响XRD 强度的因素很多，因而RIR 值的测定也受到合金的晶体结构和化学组成以及实验条件的影响；晶粒的大小、第三组元固溶引起的化学成分改变和粉末颗粒度等因素都会影响RIR 值，而且各物相的衍射峰的峰形、峰宽都不相同，因而利用RIR 值只能做半定量分析。

对于精扫且具有很好的峰形结构的XRD 谱线，定量相分析得到的相含量相对误差可以控制在5%左右；对于物相鉴定用连续扫描谱线，半定量分析的物相含量相对误差一般在5%~10%之间[2]。

2.2半定量分析步骤
2.2.1查看物相标准卡片确定物相RIR 值
物相分析完成后，选定物相窗口中的某一组分i 选项双击。

即出现卡片窗口，卡片中的RIR 值即为组分i 的参比强度。

注意：由于种种原因同一个相可能有很多张卡片，而这些卡片所给出的RIR 值不尽相同。

操作者再选择卡片时应注意以下标准[3]：
[1] 选择质量标识为S 的卡片（质量标识在卡片Quality 项显示），它可信程度也很高，也经常被引用；再次为I ；随后是C 。

[2] 选择卡片号比较大的，如80 或90 开头的卡片。

这些卡片制做的年代比较晚，手段先进，可信程度相对较高。

[3] 最后还可以对多张卡片的RIR 值进行综合的考虑。

比如求个平均值，看哪一张卡片的RIR 最接近平均值就用哪一张。

但一般不要用最高或最低的RIR 卡片参与求平均值。

[4] 有些卡片没有RIR 值，这个时候就不能用这个方法了。

如果实在需要，就自己查阅一下相关的文献资料找到一个RIR ，或者自己动手求出RIR 。

做法也很简单：用纯的、结晶好的本相和刚玉（32O Al -α）混匀研磨、扫描，然后计算各自最强峰的强度，得出RIR 。

[5] 特别的是刚玉（3
2O Al -α）的RIR 值一定要选1。

2.2.2物相最强峰积分强度确定
[1] 查看物相标准卡片确定物相最强峰出现角度。

按上节所述方法打开物相标准卡片。

在PEAK LIST（峰列表）一栏找到I%（相对峰强度）为100的峰的出现角度（θ2角）。

如下图所示：
[2]在列表上寻找物相最强峰
在选定物相窗口单击peak list按钮，出现谱图所有峰列表。

根据卡片上查得的最强峰θ2角，在峰列表中选择角度最接近的峰为此物相衍射最强峰。

[3]单峰拟合
点击命令菜单View→set manual ranges出现以下界面：
通过在start pos项输入起始角度，在End pos输入终止角度，将最强峰单独选择出来。

也可以在谱图上直接通鼠标框选出来最强峰范围。

点击命令菜单Treatmen t→Fit profile进行单峰拟合，或者在谱图上点击鼠标右键选择Fit profile。

[4]记录积分强度
最强峰积分强度就等于峰面积。

在Peak list列表里Area（cts*°2Th.）栏目下找到最强峰面积，记录下积分强度Ii。

注意：（1）若同一物相的几个强峰角度接近造成峰位重叠，拟合后要仔细观察图谱检查是否漏峰。

如果漏峰需要手动插峰。

单击命令菜单Treatment→Insert peak或者在主窗口单击鼠标右键选择Insert peak，在漏峰位置单击鼠标补峰。

然后再次拟合记录最强峰面积。

（2）若不同物相最强峰重叠无法辨认，对于无法识别的最强峰，可通过次强峰来估算最强峰面积[1]。

打开标准物相卡片，在PEAK LIST表中相对强度值I%一栏找到次强峰的相对强度。

用次强峰强度除以相对强度即为最强峰强度。

2.2.3计算
得到全部物相的RIR 值和最强峰积分强度后根据式2-3即可得到每种物相的质量分数。

∑==N i RIRi Ii RIRi Ii Wi 1// 2-3
参考文献
[1] 夏秀文,张新琴,曹春燕.利用参比强度法确定半定量相分析标定磁性样品金相物相[J].井冈山大学学报（自然科学版）,2010,31(5):35-37.
[2] 刘仕.一种实用的X 射线无标定量相分析方法[J].岩石矿物学杂志,1994,13(3):268-277.
[3] 许聚良.Xert Highscore 使用手册.武汉科技大学.
[4]。