MDIJade完整教程(含XRD分析步驟)

MDIJade使用教學目前一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點前言X射線衍射技術(shù)在材料、化工、物理、礦物、地質(zhì)等學科越來越受到重視，由于現(xiàn)代X射線衍射實驗技術(shù)的不斷完善、數(shù)據(jù)處理的自動化程度越來越高，受到研究者的歡迎。本節(jié)課的目的，掌握數(shù)據(jù)處理能力和對現(xiàn)代衍射儀實驗方法的理解和運用能力。由于Jade版本不同，操作界面也有不同，某些功能在低版本中無法看到，而低版本中的某些功能在高版本中有的已經(jīng)被刪除。只介紹同學們在以后的科研工作中經(jīng)常用到的部分，一些需要其他附件輔助完成的作原理介紹。目前二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點Jade軟件的用處物相檢索計算物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)計算結(jié)晶化程度計算晶粒大小及微觀應變計算點陣常數(shù)計算殘余應力……目前三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點打開Jade在開始菜單或桌面上找到“MDIJade”圖標，雙擊，一個簡單的啟動頁面過后，就進入到Jade的主窗口。目前四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點打開Jade目前五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點讀入文件顯示讀入文件對話框：選擇菜單“File|Patterns...”打開一個讀入文件的對話框。目前六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點讀入文件無法找到文件格式目前七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點讀入文件讀入文件的參數(shù)設置：Jade可讀取的數(shù)據(jù)類型很多，如：MDIASCiiPatternFiles(*.mdi)：JADE的默認數(shù)據(jù)格式，也是一種通用的純文本格式，被很多其它軟件所使用。RINT-2000Binarypatternfiles(*.raw)：日本理學儀器數(shù)據(jù)二進制格式。Jadeimportasciipatternfiles(*.TXT)：通用文本格式，這種格式的文件可由Jade產(chǎn)生，也可讀入到Jade中。目前八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點讀入文件目前九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點讀入文件在文件名上雙擊或者單擊文件名后鼠標左鍵單擊“Read”，這個文件就被“讀入”到主窗口并顯示出來。文件的讀入方式有兩種：一種是讀入，另一種是添加。（1）Read：讀入單個文件或同時讀入多個選中的文件。讀入時，原來顯示在主窗口中的圖譜被清除；（2）Add：增加文件顯示。如果主窗口中已顯示了一個或多個譜，為了不被新添加的文件清除，使用增加的方式讀入文件。目前十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點讀入文件目前十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點讀入文件目前十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點基本功能操作File菜單：在這一菜單中，主要命令包括讀入數(shù)據(jù)文件的兩種方式Patterns和Thumbnail。

另一個特別有用的命令是Save。這個命令具有下級菜單，其中主要的是：Save-PrimaryPatternas*.txt：將當前窗口中顯示的圖譜數(shù)據(jù)以文本格式（*.txt）保存，以方便用其它作圖軟件如Origin作圖和作其它處理。注意：（1）該命令保存的是窗口中顯示的圖譜，如果窗口中顯示的是某一個圖譜的一部分，那么，保存的只有那么一部分。保存前注意設置顯示為FullRange(View-ZoomWindow菜單)。（2）如果保存前作過平滑處理（smooth），則保存的數(shù)據(jù)為平滑后的數(shù)據(jù)而非原始數(shù)據(jù)。目前十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點基本功能操作目前十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點基本功能操作目前十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點Edit菜單：Preferences命令：在這里可以設置顯示、儀器、報告和個性化的參數(shù)。這里特別要提一下的是關(guān)于儀器半高寬曲線的設置，在計算晶粒尺寸和微觀應變時都要用到這一個參數(shù)，即儀器固有的半高寬。Jade的做法是測量一個無應變和晶粒細化的標準樣品，繪出它的半高寬-衍射角曲線，保存下來，以后在計算晶粒尺寸時，軟件自動扣除儀器寬度。關(guān)于半高寬曲線的作法，在“儀器半高寬補正曲線”一節(jié)作詳細介紹。目前十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點目前十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點Display-KeepPDFoverlaysforNewPatternFile:保存前一圖譜的物相檢索結(jié)果到下一個打開的文件窗口，可減少同批樣品物相檢索的工作量。目前十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點Report-EstimateCrystalliteSizefromFWHMValues:在劃峰（計算峰面積）時顯示晶粒尺寸。目前十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點PDF菜單：PDF-Setup命令：這個命令的作用是導入ICDDPDF卡片索引。在擁有一個MDIJade軟件的同時，你必須擁有一套ICDDPDF卡片庫。在Jade作物相檢索前，必須導入ICDDPDF卡片索引。這個命令打開PDF-Setup對話框，建立PDF卡片索引。目前二十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點目前二十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點Options菜單：這個菜單中主要的功能有：CellRefinement:晶胞精修，即點陣常數(shù)精確測量。在“計算點陣常數(shù)”一節(jié)中有詳細介紹。CalculateStress：殘余應力測量，在“殘余應力”一節(jié)詳細介紹。（Jade6以上版本）目前二十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點目前二十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點View菜單：這個菜單中主要有Zoomwindow-FullRange和ZoomWindows-DisplayRange命令，前者設置Zoom窗口顯示全譜，后者設置該窗口中的顯示范圍。目前二十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點目前二十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點Report菜單：這個菜單的作用是顯示/打印/保存各種處理后的報告，如尋峰報告，物相檢索報告，峰形擬合報告，晶粒尺寸和微觀應變計算報告等等。這些報告既可以打印出來，也可以保存為文件，有些報告保存格式為純文本文件，但有的報告以其它格式保存。報告統(tǒng)一以樣品名作為文件名，但不同報告文件的擴展名不同。說明：Jade5以前的版本在View菜單下目前二十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點常用工具欄和手動工具欄：把菜單下面總顯示在窗口中的工具欄稱為常用工具欄，而一個懸掛式的菜單，作為常用工具欄的輔助工具欄稱為手動工具欄。目前二十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點目前二十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點尋峰：自動標記衍射峰位置，強度，高度等數(shù)據(jù)。尋峰后如有誤標，需要用手動尋峰方式來刪除或添加峰標記。鼠標左鍵點擊某處，增加一個標記，右鍵單擊，刪除一個標記。尋峰功能在“尋峰”一節(jié)有專門介紹。目前二十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點圖譜平滑：測量的曲線一般都因“噪聲”而使曲線不光滑，在有些處理后也會出現(xiàn)這種情況，需要將曲線變得光滑一些。數(shù)據(jù)平滑的原理是將連續(xù)多個數(shù)據(jù)點求和后取平均值來作為數(shù)據(jù)點的新值。因此，每平滑一次，數(shù)據(jù)就會失真一次。一般采用9-15點平滑為好。用鼠標右鍵點擊平滑按鈕，就會打開平滑參數(shù)設置對話框?？蛇x擇二次函數(shù)擬合或四次函數(shù)擬合。一般使用二次擬合。目前三十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點峰形擬合：衍射峰一般都可以用一種“鐘罩函數(shù)”來表示，擬合的意義就是把測量的衍射曲線表示為一種函數(shù)形式。在作“點陣常數(shù)精確測量”、“晶粒尺寸和微觀應變測量”和“殘余應力測量”等工作前都要經(jīng)過“扣背景”——圖形擬合”的步驟。常用工具欄中的擬合命令將全譜擬合，但有時因為窗口中峰太多，計算受阻而不能進行，此時，需要用到手工擬合按鈕。擬合方法在“擬合”一節(jié)作祥細介紹。目前三十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點扣除背景：背景是由于樣品熒光等多種因素引起的，在有些處理前需要作背景扣除，單擊“BG”一次，顯示一條背景線，如果需要調(diào)整背景線的位置，可以用手動工具欄中的“BE”按鈕來調(diào)整背景線的位置，調(diào)整好以后，再次單擊“BG”按鈕，背景線以下的面積將被扣除。如果鼠標右鍵單擊“BG”按鈕，彈出背景線扣除方式設置對話框。在此可選擇背景線的線形，線形一般選擇CubicSpline。目前三十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點StripK-alpha2-Ka1/Ka2Ratio2.0：一般X射線衍射都是使用K系輻射，K系輻射中包括了兩小系，即Kα和Kβ輻射。二者的波長相差較大，Kβ輻射一般通過“石墨晶體單色器”或“濾波片”被儀器濾掉了，接收到的只有Kα輻射。但是，Kα輻射中又包括兩種波長差很小的Kα1和Kα2輻射，它們的強度比一般情況下剛好是2/1，在精確計算點陣常數(shù)前必須將Kα2扣除，可以通過扣除背景的功能同時扣除掉Kα2。目前三十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點物相檢索：鼠標單擊此按鈕，開始檢索樣品中的物相，一般鼠標右鍵單擊此按鈕，出現(xiàn)一個對話框，對檢索參數(shù)進行設置，物相檢索在“物相檢索”一節(jié)中作祥細介紹。PDF卡片查找：操作方法與S/M相似，只是不對圖譜進行比較，而是顯示滿足檢索條件的全部物相列表。目前三十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點計算峰面積：選擇計算峰面積的按鈕，然后在峰的下面選擇適當背景位置畫一橫線，所畫橫線和峰曲線所組成的部分的面積被顯示出來，這一功能同時顯示了峰位、峰高、半高寬和晶粒尺寸（需要在Edit-Preferences命令中設置：Report-EstimateCrystalliteSizefromFWHMValues）等數(shù)據(jù)。畫峰時，注意要適當選擇好背景位置，一般以兩邊與背景線能平滑相接為宜。目前三十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點刪除峰：在設備用久了以后，或者因為偶然的原因，在圖譜中會出現(xiàn)異常的很窄的峰，它們根本不是樣品的峰，需要刪除掉，此時可以用刪除峰的功能，選擇該按鈕后，在峰下的背景線位置劃線，峰被刪除。為了科學研究的嚴肅性，請不要隨意使用此功能。目前三十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點手動擬合：有選擇性地擬合一個或選定的幾個峰，其它未被選定的峰不作處理。單擊此按鈕，在需要擬合的峰上單擊，作出選定，依次選定所有需要擬合的峰后，再次單擊此按鈕，開始擬合。如果要取消一個峰的擬合，在該峰上用鼠標右鍵單擊。擬合誤差：擬合時，窗口中出現(xiàn)一條紅線，紅線的波動表示誤差的大小和出現(xiàn)誤差的位置，誤差的大小用R表示。目前三十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點基本顯示操作在放大窗口右下角有一組豎列的按鈕，它們的作用如圖如示：注意：在Jade中，鼠標左鍵和右鍵的功能是不同的，左鍵一般指按先前已設置好的條件執(zhí)行某種操作，右鍵則打開一個對話框，進行條件設置，然后再執(zhí)行操作。但是，在這里，左鍵和右鍵的功能是相反的功能。目前三十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點基本顯示操作在尋峰或物相檢索完成后，在屏幕的右下角有一橫排按鈕，它們的主要功能如圖所示：目前三十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點PDF卡片索引的建立在使用JADE開始如物相檢索等工作之前，需要有一張PDF2卡片光盤，并將光盤建立索引。（1）選擇菜單PDF-Setup命令，見到索引窗口：（2）輸入PDF2光盤中PDF2.DAT文件所在位置。（3）選擇需要建立索引的PDF2子庫，PDF2中共有14萬多張卡片，這些卡片按類保存在不同的子庫中，最簡單的辦法就是“SelectAll”

。（4）Go，開始建立索引，建立索引需要大約10分鐘的時間。目前四十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點物相檢索物相檢索也就是“物相定性分析”。它的基本原理是基于以下三條原則：（1）任何一種物相都有其特征的衍射譜；（2）任何兩種物相的衍射譜不可能完全相同；（3）多相樣品的衍射峰是各物相的機械疊加。因此，通過實驗測量或理論計算，建立一個“已知物相的卡片庫”，將所測樣品的圖譜與PDF卡片庫中的“標準卡片”一一對照，就能檢索出樣品中的全部物相。目前四十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點物相檢索的步驟包括：（1）給出檢索條件：包括檢索子庫（有機還是無機、礦物還是金屬等等）、樣品中可能存在的元素等；（2）計算機按照給定的檢索條件進行檢索，將最可能存在的前100種物相列出一個表；（3）從列表中檢定出一定存在的物相。一般來說，判斷一個相是否存在有三個條件：（1）標準卡片中的峰位與測量峰的峰位是否匹配，換句話說，一般情況下標準卡片中出現(xiàn)的峰的位置，樣品譜中必須有相應的峰與之對應，即使三條強線對應得非常好，但有另一條較強線位置明顯沒有出現(xiàn)衍射峰，也不能確定存在該相，但是，當樣品存在明顯的擇優(yōu)取向時除外，此時需要另外考慮擇優(yōu)取向問題；（2）標準卡片的峰強比與樣品峰的峰強比要大致相同，但峰強比僅可作參考。如對于金屬塊狀樣品，由于擇優(yōu)取向存在，導致峰強比不一致；（3）檢索出來的物相包含的元素在樣品中必須存在，如果檢索出一個FeO相，但樣品中根本不可能存在Fe元素，則即使其它條件完全吻合，也不能確定樣品中存在該相，此時可考慮樣品中存在與FeO晶體結(jié)構(gòu)大體相同的某相。當然，如果你自己也不能確定樣品會不會受Fe污染，你就得去做做元素分析再來了。對于無機材料和粘土礦物，一般參考“特征峰”來確定物相，而不要求全部峰的對應，因為一種粘土礦物中可能包含的元素也可能不同。目前四十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點物相檢索步驟：第一輪檢索：大海撈針（1）打開一個圖譜，不作任何處理，鼠標右鍵點擊“S/M”按鈕，打開檢索條件設置對話框，去掉“Usechemistryfilter”選項的對號，同時選擇多種PDF子庫，檢索對象選擇為主相（S/MFocusonMajorPhases）再點擊“OK”按鈕，進入“Search/MatchDisplay”窗口。目前四十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點目前四十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點“Search/MatchDisplay”窗口分為三部分：最上面是全譜顯示窗口，可以觀察全部PDF卡片的衍射線與測量譜的匹配情況；中間是放大窗口，可觀察局部匹配的細節(jié)，通過右邊的按鈕可調(diào)整放大窗口的顯示范圍和放大比例，以便觀察得更加清楚；窗口的最下面是檢索列表，從上至下列出最可能的100種物相，一般按“FOM”由小到大的順序排列，F(xiàn)OM是匹配率的倒數(shù)，數(shù)值越小，表示匹配性越高。在列表右邊的按鈕中，上下雙向箭頭（下方）用來調(diào)整標準線的高度，左右雙向箭頭則可調(diào)整標準線的左右位置，這個功能在固溶體合金的物相分析中很有用，因為固溶體的晶胞參數(shù)與標準卡片的譜線對比總有偏移（固為固溶原子的半徑與溶質(zhì)原子半徑不同，造成晶格畸變）。物相檢定完成，關(guān)閉這個窗口返回到主窗口中。使用這種方式，一般可檢測出主要的物相。目前四十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點第二輪：限定條件的檢索限定條件主要是限定樣品中存在的“元素”或化學成分，在“Usechemistryfilter”選項前加上對號，進入到元素周期表對話框。將樣品中可能存在的元素全部輸入，點擊“OK”，返回到前一對話框界面，此時可選擇檢索對象為次要相或微量相（S/MFocusonMinorPhases或S/MFocusonTracePhases）。其它下面的操作就完全相同了。此步驟一般能將剩余相都檢索出來。目前四十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點如果檢索尚未全部完成，即還有多余的衍射線未檢定出相應的相來，可逐步減少元素個數(shù)，重復上面的步驟，或按某些元素的組合，嘗試一些化合物的存在。如某樣品中可能存在Al,Sn,O,Ag等元素，可嘗是否存在Sn-O化合物，此時元素限定為Sn和O，暫時去掉其它元素。在化學元素選定時，有三種選擇，即“不可能”、“可能”和“一定存在”?！安豢赡堋本褪遣淮嬖?，也就是不選該元素?！翱赡堋本褪潜粰z索的物相中可能存在該元素，也可以不存在該元素，如選擇了三個元素“Li、Mn、O”三種元素都為“可能”，則在這三種元素的任意組合中去檢索?！耙欢ù嬖凇北硎玖吮粰z索的物相中一定存在該元素，如選定了“Fe”為“一定存在”，而“O”為可能，則檢索對象為“Fe”和鐵的全部氧化物相?！翱赡堋钡臉擞洖樗{色，“一定存在”的標記為綠色。有些情況下，雖然材料中不含非金屬元素O、Cl等元素，但由于樣品制備過程中可能被氧化或氯化，在多種嘗試后尚不能確定物相的情況下，應當考慮加入這些元素，嘗試金屬鹽、酸、堿的存在。目前四十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點第三輪：單峰搜索如果經(jīng)過前兩輪尚有不能檢出的物相存在，也就是有個別的小峰未被檢索出物相來，那么，此時最有可能成功的就是單峰搜索。單峰搜索：即指定一個未被檢索出的峰，在PDF卡片庫中搜索在此處出現(xiàn)衍射峰的物相列表，然后從列表中檢出物相。方法如下：在主窗口中選擇“計算峰面積”按鈕，在峰下劃出一條底線，該峰被指定，鼠標右鍵點擊“S/M”，此時，檢索對象變?yōu)榛疑豢烧{(diào)（Jade5中顯示為“PaintedPeaks”）。此時，你可以限定元素或不限定元素，軟件會列出在此峰位置出現(xiàn)衍射峰的標準卡片列表。其它操作則無別樣。通過以上三輪搜索，99.9%的樣品都能檢索出全部物相。應當指出，正確地全面地檢索物相不但需要熟練地掌握Jade物相檢索的方法和技巧，而且，更重要的是需要研究課題方面的專業(yè)知識。除此以外，還要不厭其煩地反復嘗試各種可能。在物相檢索不能完成時，不應當責怪軟件的無能，應當先去查閱相關(guān)的文獻。另外，雖然PDF卡片每年都有更新，目前已超過140000張卡片，但并不是每個物相都一定能從卡片庫中找到。這時應當考慮是否有新的物相產(chǎn)生，或者是檢索中存在錯誤的確認。目前四十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點物相檢索結(jié)果的輸出：如果只是想調(diào)查有哪些相，保存一張圖片就可以了。檢索完成后，鼠標右鍵點擊常用工具欄中的“打印機”按鈕，轉(zhuǎn)到“打印預覽”窗口，可保存/復制/打印/編輯檢索結(jié)果。如果需要每個峰的角度、強度、半高寬、對應的物相等數(shù)據(jù)，則可以通過菜單“Report”來查看、保存和打印。目前四十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點PDF卡片查找有時，我們的目的不是要從某樣品中檢索出物相，而是要查找某一張卡片。用到光盤檢索功能。輸入卡片號：如果知道卡片號，直接在“光盤”右邊的文本欄中輸入卡片號，如39-1395，然后，按回車鍵。下方有一個PDF卡片列表組合框，輸入的卡片在框中被加入，點擊卡片張數(shù)可打開PDF卡片列表來查看。目前五十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點目前五十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點按成分查找如果需要查找某種化合物，如氧化鐵，則鼠標右鍵點擊“光盤”，出現(xiàn)元素周期表，選定Fe和O為“一定存在”，再單擊“OK”出現(xiàn)一個列表，顯示了所有Fe-O化合物的物相。目前五十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點尋峰尋峰就是把圖譜中的峰位標定出來，鑒別出圖譜的某個起伏是否一個真正的峰。尋峰并不是一開始就要做的。有些操作，如物相鑒定過程中會標定峰位。每一個衍射峰都有許多數(shù)據(jù)來說明，如峰高、峰面積、半高寬、對應的物相、衍射面指數(shù)、由半高寬計算出來的晶粒大小等等。這些數(shù)據(jù)在一些計算中有用。目前五十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點尋峰單擊常用工具欄中的“尋峰”按鈕，Jade將按一定的數(shù)學計算方法來標定峰。一般來說，是按數(shù)學上的“二階導數(shù)”是否為0來確定是否一個峰的存在。因此，只要符合這個條件的峰起伏都會判定為峰，而有些峰因為不是那么精確地符合這個條件，而被漏判。因此，在尋峰之前，一般都作一次“平滑”，以減少誤判。另外，在尋峰之后，一定要仔細檢查，并用手動工具欄中的“手動尋峰”來增加漏判的峰（鼠標左鍵在峰下面單擊）或清除誤判的峰（鼠標右鍵單擊）。目前五十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點尋峰報告尋峰之后，就可以觀察和輸出“尋峰報告”了。選擇菜單命令“Report-PeakSearchReport”，會列出報告：目前五十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點單擊“Save”結(jié)果保存為“樣品名.PID”。這是一個純文本文件。文件中的積分強度可用于計算相含量。目前五十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點物相鑒定后的峰報告：在物相鑒定后，選擇菜單命令“Report-PeakID(Extended)”，打開峰檢索報告。在這個報告里列出了每一個峰的衍射角、面間距、測量的峰強度（峰高）、對應的物相和晶面指數(shù)，同時也列出了標準卡片上的衍射角、標準衍射角與測量值之間的差值。單擊“Save/Export”報告內(nèi)容被保存為“.IDE”文件，也是一種純文本類型的文件?？梢杂糜浭卤敬蜷_。注意每一種物相都有其最大的衍射強度峰（I%=100）。這個峰的積分強度數(shù)據(jù)（在.IDE文件中），才是使用RIR（K值法）計算相含量的數(shù)據(jù)。目前五十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點RIR法計算物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)MDIJade具有RIR定量分析的功能，但是，一般都需要另外購買軟件模塊。在沒有這個功能的情況下可以根據(jù)以上的思路來解決日常定量分析的問題。操作思路：（1）打開衍射譜文件，準確無誤地進行物相鑒定，每一個相都必須鑒定出來（如果存在非晶，將非晶當作一個相來看待）。（2）選擇菜單“Report-PeakID(Extended)”

，查看峰的物相鑒定報告，將標準卡片上標明為I%=100的峰留下，其余峰都刪除，結(jié)果保存為“樣品名.IDE”文件。（3）選擇菜單“Report-PeakSearchReport”，查看峰搜索報告（并不需要經(jīng)過尋峰過程），并保存。文件名為“樣品名.PID”.目前五十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點（4）單擊“PDF卡片列表”后的數(shù)字。顯示物相鑒定過程中產(chǎn)生的PDF卡片列表。樣品中包含的物相都列在此表中。單擊保存按鈕。打開保存對話框。并選擇文件類型為“.PDF”。此文件也是純文本文件類型。文件中保存的是每個相的名稱、化學式和RIR值。目前五十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點目前六十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點關(guān)于物相定量分析的幾個問題第一個問題：為什么不能做物相定量？

樣品往往不是單一物相,因此,人們總想了解其中某種相的含量。人們的理解總是認為哪怕只是一種近似的結(jié)果,也比沒有結(jié)果要好。為了要說明定量分析的問題,我們先了解一下,一張X射線衍射譜圖中包含一些什么信息。這些信息主要有三個方面,也是三個方面的應用：

一是衍射峰的位置。這方面的信息主要用于物相的鑒定、晶胞參數(shù)的精修、殘余應力的測量。

二是衍射峰的峰高或者面積,我們稱之為強度。這方面的信息主要用于物相的含量、結(jié)晶度以及織構(gòu)的計算。

三是衍射峰的形狀,我們稱為線形。這方面的信息又包括兩個方面,其一是衍射峰的寬度,我們可以用來計算晶粒大小和微觀應變。另一個則是線的形狀,主要是指峰形是否對稱,這方面用來計算位錯、層錯等。目前六十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點不同的實驗目的,實驗的觀察點不同,也就是強調(diào)的對象是不同的,如果僅僅為了鑒定物相,一個常規(guī)的實驗條件就完全可以應付,如果要做晶胞的精修,則需要嚴格一些的實驗條件。如果要做定量分析,我們的強調(diào)點是峰的強度。目前六十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點我們?yōu)槭裁茨芾醚苌渥V來做物相的含量分析呢？其原理就是基于物相的含量W與該物相的衍射強度成正比?？梢院唵蔚貙懗蒞=CI。Ｗ是物相的質(zhì)量分數(shù),Ｉ是該物相的衍射強度。Ｃ是一個系數(shù),但不是一個常系數(shù)。不過,在一定條件下它是一個常數(shù)。目前六十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點遺憾的是,這個常數(shù)通常不能通過理論計算得出,而是需要通過實驗來測量,每當實驗條件改變(包括樣品中的物相種類的改變、任一物相含量的改變、觀察峰的改變、甚至于物相產(chǎn)地改變、所用輻射改變、晶粒尺寸改變)這個系數(shù)是變化的。圍繞如何想辦法得到這個系數(shù)Ｃ,歷代的科研工作者推導出了十幾種具體的測量方法,而這些方法又是在某種環(huán)境下能使用在另一種環(huán)境下不能使用的。每種方法的不同要求等于給實驗方法本身加上了一把鎖,使得人們不能真正好好地、簡便地利用它。目前六十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點這些方法主要包括兩方面：

一種是需要標樣的,稱為“有標法”。也就是說,除了要測的樣品,需要往樣品中加入某種純物質(zhì)。而這些個純物質(zhì)往往是不易求得的。比如,某人在合成一種新物質(zhì),總是發(fā)現(xiàn)合成物中有各種各樣的雜質(zhì),他希望計算一下不同條件下這種新物質(zhì)的含量。實驗方法要求他提供這種新物質(zhì)的純樣品。但是,得到的純物質(zhì)也許與原樣品中的該物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生某些變化。這樣雖然得到了純物質(zhì),但是,由于結(jié)構(gòu)的變化,使Ｃ也變了。計算出來的結(jié)果還是不準。目前六十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點由于有標法很難用,因此有人就著手研究“無標法”了。這些方法通過理論計算K,或者按某種方法直接比強度。由于晶體結(jié)構(gòu)的復雜性,理論計算Ｃ的可能性很小,目前實用的大概只有“鋼中殘留奧氏體的測量”(有國家標準)。直接比強度法理論是可行的。但是,也附加了很多種條件。比如,要測的樣品中有兩個相,需要另外提供一個也含有這樣兩個相(多一個或少一個都不行),含量又不同于待測樣的附加樣品。通過理論計算還是可以的。目前六十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點說了這些困難,也就是為了說明一個事實,為什么一般實驗室在做物相鑒定時說得頭頭是道,而你想測物相含量時,他只有兩個字回答你：不做！目前六十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點第二個問題：關(guān)于K值的問題

影響K值的因素有很多。首先,晶粒大小的影響。比如,納米晶粒樣品和微米級晶粒樣品,K值會相差十倍。其次,化學成份的影響。很多物相都不能算做純物相,比如某種合金的固溶體,某種蒙脫石。雖然,他們的晶體結(jié)構(gòu)大體上還是沒有變化,但它的K值卻變了。據(jù)分析,不同成分的固溶體,比如Al中可以溶解一些其它元素如Zn,Mg等,不同固溶度下的Al固溶體的K值肯定是不同的。對于合成樣品,化學成分的微小差別也會影響K值。不同地域的蒙脫石,其K值可以相差很大。再次,顆粒度。這里不是說晶粒度,而是說粉末的粒度。也是影響因素之一。影響K值的是晶體的結(jié)構(gòu),原子的占位與摻雜。目前六十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點第三個問題：PDF卡片上有好多RIR值

關(guān)于K值,還有一個很讓人困惑的問題。PDF卡片從1938年由J.D.Hanawalt開始發(fā)起制作,至今多少年沒有算過,不過,今天已有多少卡片倒是大概知道,26萬之余。早期制作的卡片上沒有RIR值,最近卡片上一般都標有這個數(shù)據(jù)。但是,26萬張卡片并非26萬種不同的物相。實際的情況是,一種物相有多張不同的PDF卡片與之對應。比如MgZn2這種物相,它只有一種結(jié)構(gòu),但是,對應的卡片有5張之多。除2張早期的卡片上沒有標RIR值外,另外3張上標有3個不同的RIR值。這就是讓人困惑的問題。我該選哪張卡片上的數(shù)據(jù)呢？實際上,它們的差別不是很大,分別是3.41,3.43,3.52。隨便選哪一張上的數(shù)據(jù),對計算結(jié)果影響都不是很大,因為,方法本身就是“半定量”的。我們把這3張卡片都找出來,查看3張卡片上的衍射線與我們實測的衍射線對應情況,對應得最好的,包括強度大小匹配和衍射角的對應,就是我們要找的。至于為什么會出現(xiàn)這種情況,還是因為它們的結(jié)構(gòu)不同。有的卡片數(shù)據(jù)是實測出來的。有的人測得的數(shù)據(jù)可靠(卡片上標記為*),有的人測出來的不可靠,有的卡片是計算出來的(卡片上標記為C)。各人用的計算方法或者測量工具不同,當然就會得到不同的結(jié)果。也或者各人得到的物相途徑不同,它們在結(jié)構(gòu)上存在某些微小的差別,當然RIR值也會不同。最后,說一句,你如果覺得PDF卡片上的RIR值不可靠,你完全可以自己來測RIR值。假如你有純樣品的話。你可以將其定義為衍射峰的面積之比,甚至可以定義為不用最強線的強度比,而選用次強或再次強線的強度之比(假如樣品中物相的最強線有重疊時,要這么做)。目前六十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點第四個問題：什么是物相的衍射強度？

強度是什么？強度表示為每秒的計數(shù)(Countpersecond,cps)。一個物相總是有多個衍射峰,而且由于衍射角不同、多重因子不同、結(jié)構(gòu)因子不同等因素,一個物相的不同衍射峰的高度是不相同的,當然,衍射峰的面積也會不同。一般說一個物相的衍射強度不是指在掃描范圍(2θ)內(nèi)全部衍射峰的強度,而是指其最高的那個衍射峰的高度或者面積。當用高度來表示衍射強度時,可以稱為線強度,而用面積來表示強度時稱為積分強度。上面的說法僅是常用的方法,也是RIR值定義的方法。

那么,能不能有別的方法來定義一個物相的衍射強度呢？當然可以,比如,你想使用某個物相的次強線的高度來作為該物相的衍射強度也未嘗不可。但是,有一點你要明白。定量分析的計算式中的RIR值的定義也要跟著變,不能再使用最強峰的峰高來與剛玉的最強線峰高之比了。

能不能用某一個掃描范圍內(nèi)一個物相全部或部分衍射峰的高度(或面積)之和來表示這個物相的衍射強度呢？當然可以,不過,同樣地,RIR值的定義也要跟著變。目前七十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點第五個問題到底應當用峰高還是用面積來表示強度呢？

前面已經(jīng)提到,衍射強度的定義與RIR值的定義有差別。因此,在計算物相的質(zhì)量分數(shù)時到底應當用峰高還是用積分面積來作為衍射強度呢？如果使用峰高,則與衍射的積分強度定義相背,肯定會帶來誤差,如果使用積分強度,又與RIR值定義相背。因此,不論你使用哪個值來作為強度都會存在較大的誤差。

現(xiàn)在,我們來看看,誤差到底從哪里出來的。首先,衍射峰寬度是衍射角的函數(shù),不同衍射角的衍射峰寬度是不同的。低角度的衍射峰總是較窄,但當衍射角較高時,我們看到的衍射峰低而寬。其次,不同晶粒尺寸的衍射峰寬度是不同的。細晶粒物相的衍射峰低而寬,結(jié)晶完好的粗晶粒物相的衍射峰銳而窄。還有,存在應力的樣品,同樣使衍射峰變寬。再有就是,如果存在微觀的缺陷,會使衍射峰的線形變化,也會影響面積與峰高的關(guān)系。當然,我們還得提一提結(jié)晶度的影響。一些結(jié)晶不好的物相,部分地存在非晶,當然會使衍射峰變寬變低。在一些粘土礦物中,這種現(xiàn)象表現(xiàn)得尤為明顯。一個峰如果變寬了,勢必會使峰變低，以保持衍射峰的面積基本不變。從這一點來看,如果各物相的衍射峰寬度不同,用面積來作為強度計算含量似乎要準確一些。目前七十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點第六個問題：用一個峰的數(shù)據(jù)能表達一個物相的強度信息嗎？

回答往往是：不能。上面說到,一般使用物相最強峰的峰高或者面積來表示這個物相的衍射強度。但是,真的對這樣表示嗎？如果你的樣品是粉末,那么你知道粉末樣品是什么形狀的嗎？假如是完全球狀的,那么,無論你怎么制備樣品,結(jié)果都是無任何擇優(yōu)取向的,因此,用一個峰的強度就可以表述一個物相的強度。遺憾的時,沒有幾種粉末是真正球狀的。更多的是其它形狀。比如,石墨往往是片狀的,有些雖然不是片狀的,但也是有棱有角的。試想,如果在樣品的壓片過程中,有人為的因素,比如抖動一下,結(jié)果會怎么樣呢？粉末的排列是不是還會是完全無序的呢？肯定不是,它們總是會朝著“整齊”的姿態(tài)排列。因為粉末顆粒排列得越整齊,也就是它們越有序,越是我們所不期望的。目前七十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點

我們的材料往往是要經(jīng)過加工的。比如拉、拔、壓、軋等等。在這個加工的過程中,晶?？偸峭ㄟ^一定的滑移面滑移,加工程度越高,晶粒排列得越整齊有序。我們稱這種現(xiàn)象為“擇優(yōu)取向”或存在“織構(gòu)”。

一旦樣品中存在擇優(yōu)取向,所測量出來的衍射峰強度就不能與理論計算的(按完全無序)結(jié)果一致。你會發(fā)現(xiàn),我們通常測量的衍射譜與PDF卡片上的強度比完全不對應。也許最強峰變成了最不強的峰了,甚至弱到看不到了。就不能用“該物相的最強峰”的強度來計算含量呢？也許有人會說,一個物相總會有一個最強峰呀。但是,此最強峰不是那個最強峰。它與本來的最強峰的衍射角、多重因子、結(jié)構(gòu)因子等等都是不同的,是不可替代的！

于是,有人就想到了一個事情：“一個物相的總散射強度應當是不變的”。試圖使用一定散射區(qū)內(nèi)的全部衍射峰的強度來作為物相的衍射強度,當然,此時的RIR值也要用此區(qū)域內(nèi)的全部衍射峰強度來計算。辦法總是人想出來的,你也可以參考相關(guān)的文獻,想出自己的辦法來。雖然,不管使用什么辦法,都很難得到真正精確的結(jié)果,但總比不作任何處理要好一些。目前七十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點第七個問題：假如我使用幾種強度的表示方法來計算含量呢？

通過X射線衍射分析軟件的“尋峰”功能。我們能得到衍射峰的峰高和峰面積,不妨試試分別通過峰高和峰面積來計算物相的含量,然后再作個平均,也許會比單純地使用峰高或峰面積來計算結(jié)果更準確一些。目前七十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點第八個問題：為什么JADE里沒有這樣的模塊呢？其實是有的。你看過它的菜單Options里有一個灰色的命令叫做“Easyquantitative”(快速定量)的東西嗎？有的人安裝上JADE后,一看這個東西是灰色的,總以為自己的軟件來路不正,是不是少了什么?？梢哉f,真的沒少什么。因為本來就沒有這個東西。我們在Jade5時就期望這個東西在新版本中變成黑的。但是,出了Jade6以后,這個東西還是灰的。但是,也可以說真的是少了點東西。少了定量這一塊。原因就是這一塊需要單獨購買。因為大家都不買,所有大家都沒得用?？赡艿脑蚴?軟件公司先有了菜單,后來想做這個程序,可能原先的想法相當于前面提到的半定量,帕納科的軟件里就有這個東西。但是,后來沒有做了,因為技術(shù)進步了,形勢改變了。現(xiàn)在干脆做成了一個很復雜的東西。這個東西也通過全譜擬合的方法來做定量分析。據(jù)說,這個東西的功能很強大,但是,要錢買。目前七十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點計算結(jié)晶度結(jié)晶度即結(jié)晶的完整程度，結(jié)晶完整的晶體，晶粒較大，內(nèi)部質(zhì)點的排列比較規(guī)則，衍射線強、尖銳且對稱，衍射峰的半高寬接近儀器測量的寬度，結(jié)晶度差的晶體，往往是晶粒過于細小，晶體中有位錯等缺陷，使衍射線峰形寬而彌散。結(jié)晶度越差，衍射能力越弱，衍射峰越寬，直到消失在背景之中。目前七十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點X射線總的散射強度（除康普頓散射外）的相干散射強度不管晶態(tài)和非晶態(tài)的數(shù)量比如何，總是一個常數(shù)。因此，從100%的非晶態(tài)標樣或100%的晶體標樣著手，用以下的一個計算公式都可以求得結(jié)晶度：目前七十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點Jade認為，由一個樣品就能計算出結(jié)晶度來，采用了一個簡單的計算公式：例如，一個樣品的衍射譜中，晶體部分的衍射強度加上非晶體的散射強度之和為100，而所有衍射峰的強度之和為75，那么結(jié)晶度為75%。這是一個不精確的近似。目前七十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點結(jié)晶度的計算過程如下：（1）打開一個文件（2）對圖譜進行平滑（3）對整個圖進行擬合（4）選擇菜單“Report-PeakProfileReport”打開對話框，觀察結(jié)晶度數(shù)據(jù)目前七十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點打印預覽打印預覽是Jade中很有特色、功能強度的一個圖片、文字編輯窗口。在主窗口中用鼠標右鍵單擊打印機按鈕，出現(xiàn)打印預覽窗口：目前八十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點Print：打印圖譜。Copy：以矢量圖或bmp格式復制到剪貼板，這是直接將圖片復制到Word的方式。其中矢量圖比bmp圖更清晰一些。Save：保存圖片文件。Setup：設置圖譜顯示的各種參數(shù)。參數(shù)設置較多，包括圖片大小，字體等等。垂直放大：選擇窗口左上角左起第四個按鈕，然后，在需要垂直放大的局部向上拉伸，局部被垂直放大，放大后顯示放大倍數(shù)。局部放大：選擇放大鏡按鈕，然后按鈕Ctrl鍵，選擇要放大的局部，在適當在空白位置畫出放大框，局部被放大到填充此框。文字添加：選擇“A”按鈕，可在圖片上任意位置書寫文字，注意，Jade不支持漢字顯示，只能顯示英文字符。數(shù)字序號添加：選擇“#”按鈕，可在任意位置點擊，序號按1開始排列。顯示方式選擇：窗口左邊有四個方塊形的按鈕，點擊其中一個，會有不同的顯示方式出現(xiàn)，上圖中顯示的是測量譜線與標準譜線（物相檢索結(jié)果）分開顯示。一個圖譜如果測量范圍很寬，可以選擇分段顯示。顯示顏色：在窗口頂部的一組按鈕中，有三種不同的顯示顏色選擇，作為一般圖片保存時，可選擇多色顯示，如果是需要插入到論文中，最好選擇黑白顯示更加清晰。

目前八十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點圖譜擬合衍射峰一般都可以用一種“鐘罩函數(shù)”來表示，擬合的意義就是把測量的衍射曲線表示為一種函數(shù)形式。在作“點陣常數(shù)精確測量”、“晶粒尺寸和微觀應變測量”和“殘余應力測量”等工作前都要經(jīng)過“扣背景”——圖形擬合”的步驟。常用工具欄中的擬合命令將全譜擬合，但有時因為窗口中峰太多，計算受阻而不能進行，此時，需要用到手工擬合按鈕。手工擬合：有選擇性地擬合一個或選定的幾個峰，其它未被選定的峰不作處理。單擊此按鈕，在需要擬合的峰上單擊，作出選定，依次選定所有需要擬合的峰后，再次單擊此按鈕，開始擬合。如果要取消一個峰的擬合，在該峰上用鼠標右鍵單擊。目前八十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點擬合操作步驟：（1）扣除背景，一般同時要扣除Kα2；（2）進行物相檢索；（3）作一次圖譜平滑，使譜線變得光滑一些，便于精確擬合；（4）點擊常用工具欄中的“擬合”，軟件開始作“全譜擬合”；目前八十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點擬合是一個復雜的數(shù)學計算過程，需要較長的時間，在擬合過程中，放大窗口上部出現(xiàn)一條紅線，紅線的光滑度表示了擬合的好壞，如果紅線出現(xiàn)很大的起伏，說明擬合得不好，需要進一步擬合，可以重新點擊“擬合”按鈕重新擬合一次。在菜單欄的下面顯示了擬合的進程，其中R=……，表示了擬合的誤差，R值越小，表示擬合得越好。擬合過程中，有時因為窗口中的峰數(shù)大多，擬合進行不下去，會出現(xiàn)“TooManyProfilesinZoomWindow！”的提示，此時，需要縮小角度范圍，或者進行人工擬合。目前八十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點要進行人工擬合前，先用鼠標右鍵點擊需要刪除已做的擬合然后，再選擇手動工具欄中的“擬合”按鈕。對部分峰進行選擇。選峰的方法是：在峰下用鼠標左鍵單擊，表示選定一個峰，用右鍵點擊，表示取消這個峰。當選擇好要擬合的峰以后，再次單擊手動工具欄中的“擬合”按鈕，開始擬合。這種有選擇的擬合會提高擬合誤差R，這是可以理解的，因為此時有部分峰沒有參與擬合而進入了誤差，另外，那些沒有參與擬合的峰會作為背景線，使得圖譜的背景線提高。目前八十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點制作儀器半高寬補正曲線在一些需要儀器半高寬計算的處理前，必須設置好儀器的半高寬，Jade使用標準樣品來制作一條隨衍射角變化的半高寬曲線，當該曲線制作完成后，保存到參數(shù)文件中，以后測量所有的樣品都使用該曲線所表示的半高寬作為儀器寬度。標準樣品必須是無晶粒細化、無應力（宏觀應力或微觀應力）、無畸變的完全退火態(tài)樣品，一般采用NIST-LaB6，Silicon-640作為標準樣品。目前八十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點下面以完全退火態(tài)Si粉作為標樣，解釋半高寬曲線的制作方法。第一步：取結(jié)晶完整無應力的粗晶Si粉，在300℃退火24小時。第二步：測量標準樣品的衍射曲線，讀入Jade。第三步：扣除背景和Kα2、尋峰、檢索物相，平滑、作全譜擬合。目前八十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點第四步：顯示半高寬曲線。點擊菜單“Analyze”→“FWHMCurvePlot”，在窗口中顯示半峰寬補正曲線。第五步：保存并高寬曲線。然后選擇菜單“File”→“Save”→“FWHMCurveofPeaks”。第六步：定制儀器半高寬曲線。選擇菜單“Edit”→“Preferences”

如果儀器作過大的改動，或改變儀器的狹縫，需要重新測量半高寬曲線。目前八十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點計算晶粒大小及微觀應變由于粉末多晶衍射儀使用的是多晶（粉末）樣品，因此，其衍射譜不是由一條一條的衍射線組成，而是由具有一定寬度的衍射峰組成，每個衍射峰下面都包含了一定的面積。如果把衍射峰簡單地看作是一個三角形，那么峰的面積等于峰高乘以一半高處的寬度。這個半高處的高度有個專門名詞，稱為“半高寬”，F(xiàn)WHM。如果采用的實驗條件完全一樣，那么，測量不同樣品在相同衍射角的衍射峰的FWHM應當是相同的。這種由實驗條件決定的衍射峰寬度稱為“儀器寬度”。儀器寬度并不是一個常數(shù)，它隨衍射角有變化。一般隨衍射角變化表示為拋物線形。目前八十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點有些情況下，我們會發(fā)現(xiàn)衍射峰變得比常規(guī)的要寬，為什么呢？有多種因素引起這種峰形變寬。這里主要講的有兩種：一、由于樣品的晶粒比常規(guī)樣品的晶粒小，導致倒易球大，使衍射峰加寬了，二、由于材料被加工或熱冷循環(huán)等，在晶粒內(nèi)部產(chǎn)生了微觀的應變。之所以稱為微觀應變，是因為這種應變在一個晶粒內(nèi)部存在。大尺度上的應變稱為宏觀應變，需要采用其它方法來測量。還有因為晶內(nèi)的位錯、孿晶等因素造成的線形變寬和線形不對稱，不在此這里研究。目前九十頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點這樣，我們知道了儀器本來有個線形寬，由于晶塊細化和微觀應變的原因會導致線形更寬。我們要計算晶粒尺寸或微觀應變，首先第一步應當從測量的寬度中扣除儀器的寬度，得到晶粒細化或微觀應變引起的真實加寬。但是，這種線形加寬效應不是簡單的機械疊加，而是它們形成的卷積。所以，我們得到一個樣品的衍射譜以后，首先要做的是從中解卷積，得到樣品因為晶粒細化或微觀應變引起的加寬FW（S）。這個解卷積的過程非常復雜。但是，因為我們在前面做了半高寬補正曲線，并已保存了下來，解卷積的過程，Jade按下列公式進行計算。目前九十一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點式中D稱為反卷積參數(shù)，可以定義為1-2之間的值。一般情況下，衍射峰圖形可以用柯西函數(shù)或高斯函數(shù)來表示，或者是它們二者的混合函數(shù)。如果峰形更接近于高斯函數(shù)，設為2，如果更接近于柯西函數(shù)，則取D=1。另外，當半高寬用積分寬度代替時，則應取D值為1。D的取值大小影響實驗結(jié)果的單值，但不影響系列樣品的規(guī)律性。目前九十二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點因為晶粒細化和微觀應變都產(chǎn)生相同的結(jié)果，那么我們必須分三種情況來說明如何分析。（1）如果樣品為退火粉末，則無應變存在，衍射線的寬化完全由晶粒比常規(guī)樣品的小而產(chǎn)生。這時可用謝樂方程來計算晶粒的大小。式中Size表示晶塊尺寸（nm），K為常數(shù)，一般取K=1，λ是X射線的波長(nm)，F(xiàn)W（S）是試樣寬化(Rad)，θ則是衍射角(Rad)。計算晶塊尺寸時，一般采用低角度的衍射線，如果晶塊尺寸較大，可用較高衍射角的衍射線來代替。晶粒尺寸在30nm左右時，計算結(jié)果較為準確，此式適用范圍為1-100nm。超過100nm的晶塊尺寸不能使用此式來計算，可以通過其它的照相方法計算。目前九十三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點（2）如果樣品為合金塊狀樣品，本來結(jié)晶完整，而且加工過程中無破碎，則線形的寬化完全由微觀應變引起。式中Strain表示微觀應變，它是應變量對面間距的比值，用百分數(shù)表示。目前九十四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點（3）如果樣品中同時存在以上兩種因素，需要同時計算晶粒尺寸和微觀應變。情況就復雜了，因為這兩種線形加寬效應也不是簡單的機械疊加，而是它們形成的卷積。使用與前面解卷積類似的公式解出兩種因素的大小。由于同時要求出兩個未知數(shù)，因此靠一條譜線不能完成。一般使用Hall方法：測量二個以上的衍射峰的半高寬FW（S），由于晶塊尺寸與晶面指數(shù)有關(guān)，所以要選擇同一方向衍射面，如（111）和（222），或（200）和（400）。以sinθ/λ為橫坐標，作

圖，用最小二乘法作直線擬合，直線的斜率為微觀應變的兩倍，直線在縱坐標上的截距即為晶塊尺寸的倒數(shù)。

目前九十五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點操作過程：（1）以慢速度，最好是步進掃描方式測量樣品的兩個以上的衍射峰。（2）讀入Jade，扣除景和Kα2、進行物相檢索、平滑，全譜擬合。（3）選擇菜單“Report-Size&StrainPlot”命令，顯示計算對話框。目前九十六頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點（4）根據(jù)樣品的實際情況在Sizeonly,StrainOnly,Size/strain三種情況下選擇一種情況。（5）調(diào)整D值。（6）查看儀器半高寬補正曲線是否正確。（7）保存，其中Save保存當前圖片，Export保存文本格式的計算結(jié)果。目前九十七頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點使用說明：使用這種方法計算的是平均晶粒尺寸，這是因為實際上，不同晶面的尺寸是不同的，計算結(jié)果是各衍射方向晶粒度的大小。如果需要計算單一晶面的晶粒尺寸，可以使用窗口中的“計算峰面積”命令，顯示直觀。如果要分別計算多個晶面的晶粒尺寸，則在上面的擬合完成后，選擇菜單“Report-PeakProfileReport”命令，在打開的列表中顯示了各晶面的晶粒尺寸（XS）。目前九十八頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點角度補正曲線制作在一些需要精確角度的計算處理（如點陣常數(shù)的精確測定）前，必須設置好儀器的角度系統(tǒng)誤差，Jade使用標準樣品來制作一條隨衍射角變化的角度補正曲線。當該曲線制作完成后，保存到參數(shù)文件中，以后測量所有的樣品都使用該曲線消除儀器的系統(tǒng)誤差。標準樣品必須是無晶粒細化、無應力（宏觀應力或微觀應力）、無畸變的完全退火態(tài)樣品，一般采用NIST-LaB6，Silicon-640作為標準樣品。目前九十九頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點第一步：與半高寬補正曲線一樣準備標準樣品，并測量全譜（可共用一個文件）。第二步：扣背景和Kα2、物相檢索、平滑、全譜擬合。第三步：選擇菜單“Analyze-ThetaCalibration”命令，打開對話框：單擊“SaveCurve”命令，將當前角度補正曲線保存起來。選中“CalibratePatternsonLoadingAutomatically”，在新圖譜調(diào)入時自動作角度補正。目前一百頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點計算點陣常數(shù)晶胞的點陣常數(shù)與很多因素有關(guān)。例如，在對一種合金的物相檢索時，可能會發(fā)現(xiàn)，很難精確地將衍射譜與PDF卡片標準譜對應起來。角度位置上總有那么一點點差異，這是為什么呢？因為合金通常情況下都是固溶體，由于固溶體中溶入了異類原子，而這些異類原子的原子半徑與基體的原子半徑存在差異，從而導致了基體的晶格畸變，也就發(fā)生了基體的點陣常數(shù)擴大或縮小。另外，點陣常數(shù)還與溫度有關(guān)，因為我們都知道“熱脹冷縮”的道理，我們也就不難理解在微觀上晶格的變大和變小了。由于摻雜的原因也可以使晶格常數(shù)變化。必須指出的是，這種晶格常數(shù)變化通常是很微小的，一般反映在100-1000nm的數(shù)量級上。如果儀器的誤差足夠大或者計算的誤差足夠大，完全可以把這種變化掩蓋或看之不見。點陣常數(shù)計算的誤差來源于多方面。我們假設已完全按照“點陣常數(shù)精確測量”的要求測量出了一條衍射譜，并從此開始計算出精確的點陣常數(shù)來。目前一百零一頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點下面以某種Al合金為例，講解點陣常數(shù)的精確計算步驟：第一步：打開文件。第二步：扣背景和Kα2、物相檢索、平滑、全譜擬合。因為計算的只是基體的點陣常數(shù)，因此，不需要檢索出其它相。目前一百零二頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點第三步：選擇菜單“Options-CellRefinement”命令，打開晶胞精修對話框。第四步：按下“Refine”按鈕，Jade自動完成精修過程，并在原先顯示晶胞參數(shù)的位置顯示了精修后的結(jié)果。第五步：觀察并保存結(jié)果。結(jié)果保存為純文本文件格式，文件擴展名為.abc。如果需要計算同一樣品中其它某相的點陣常數(shù)，改變PDF卡片列表中的物相名稱，重復上面的步驟即可。如果測量過程中存在較大的誤差，或者晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，導致晶粒常數(shù)變化非常大，此時“Refine”按鈕變成灰色不可用，需要先計算晶體類型（Calc）。問題就變得復雜了。目前一百零三頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點計算殘余應力

這里所說的殘余應力也稱為宏觀應力。殘余應力存在于宏觀的尺度上，它與微觀應力相對應。1961年德國的E.Mchearauch提出了X射線應力測定的sin2ψ法，使應力測定的實際應用向前推進了一大步。

X射線衍射法是一種無損性的測試方法，因此，對于測試脆性和不透明材料的殘余應力是最常用的方法。它利用X射線為入射束，以晶面間距作為殘余應變的度量。其基本原理是，當試樣中存在殘余應力時，晶面間距將發(fā)生變化，發(fā)生布拉格衍射時，產(chǎn)生的衍射峰也將隨之移動，而且移動距離的大小與應力大小相關(guān)。根據(jù)X射線宏觀殘余應力測試原理，用波長λ的X射線，先后數(shù)次以不同的人射角照射到試樣上，測出相應的衍射角，求出ψ對sin2ψ的斜率M，便可算出應力σ。在使用衍射儀測量應力時，試樣與探測器θ一2θ關(guān)系聯(lián)動，屬于固定ψ法。通常ψ=0°、15°、30°、45°測量數(shù)次，然后作2θ一sin2ψ的關(guān)系直線，最后按應力表達σ=K·Δ2θ/Δsin2ψ=K·M求出應力值。當ψ=0時，與常規(guī)使用衍射儀的方法一樣，將探測器放在理論算出的衍射角2θ處，此時入射線及衍射線相對于樣品表面法線呈對稱放射配置。然后使試樣與探測器按θ一2θ聯(lián)動。在2θ處附近掃描得出指定的HKL衍射線的圖譜。當ψ≠0時，將衍射儀測角臺的θ一2θ聯(lián)動分開。使樣品順時針轉(zhuǎn)過一個規(guī)定的ψ角后，使探測器仍處于0。然后聯(lián)上θ一2θ聯(lián)動裝置在2θ處附近進行掃描，得出同一條HKL衍射線的圖譜。目前一百零四頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點1測量數(shù)據(jù)2讀入文件如果是使用分開保存的方法，應同時讀入各個文件，如果是一個文件，讀入文件時，幾次測量的衍射線同時顯示在窗口中。3進入計算選擇菜單“Options-CalculateStress”命令，彈出如下的對話框：目前一百零五頁\總數(shù)一百二十五頁\編于十四點4輸入ψ角在Psi-Angle下面的各行單擊，稍等一會，就出現(xiàn)一個輸入框，在每行都輸入相應的ψ角。5曲線擬合單擊“FitOne”或“FitAll”就可以擬合單條曲線或擬合所有的衍射線。6參數(shù)設置（1）拋物線擬合拋物線擬合方法（ParabolicFit）是一個選擇框，如果你選擇了該項，Jade以拋物線方法來確定峰位，拋物線擬合的數(shù)據(jù)點數(shù)你要給定。當衍射峰寬化嚴重而且沒落于背底的情況下，拋物線擬合方法是較好的選擇。（2）選擇正確的峰在掃描范圍內(nèi)如果只有一個單峰，你單擊“FitAll”按鈕就能擬合全部的測量數(shù)據(jù)，但是，如果在掃描范圍內(nèi)有多個峰存在，