XRD數(shù)據(jù)分析(二)
????????XRD全稱X射線衍射(X-RayDiffraction),利用X射線在晶體中的衍射現(xiàn)象來獲得衍射后X射線信號特征,經(jīng)過處理得到衍射圖譜。利用譜圖信息不僅可以實現(xiàn)常規(guī)顯微鏡的確定物相,并擁有“透視眼”來看晶體內(nèi)部是否存在缺陷(位錯)和晶格缺陷等,前面小編介紹了物相分析的原理和使用jade的具體分析,這次我們來學(xué)習(xí)怎么分析晶體的晶粒大小。
????????衍射粉末晶粒大小的計算主要是以衍射圖譜的半寬高為依據(jù)來進(jìn)行相關(guān)計算。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”,英文寫法是FWHM。
????????樣品的晶粒比常規(guī)的晶粒小或晶粒內(nèi)部存在微觀的應(yīng)變均會引起FWHM變寬,導(dǎo)致結(jié)果存在誤差。所以在使用jade計算時,不同的粉末狀態(tài)對應(yīng)不同的計算方法,應(yīng)根據(jù)粉末的實際情況選擇相應(yīng)的寬化因素。
(1)若樣品為退火態(tài)粉末,此時無應(yīng)變產(chǎn)生,衍射線寬化完全因樣品晶粒尺寸過小導(dǎo)致的,此時應(yīng)選擇SIZE only
(2)若樣品為合金塊狀樣品,結(jié)晶完整且加工過程中沒有破碎,此時,線性寬化是由微觀應(yīng)變引起的,選擇Strain only
(3)如樣品存在上述兩種情況,則應(yīng)選擇size/strain
具體的操作過程如下:
(1)打開jade軟件,導(dǎo)入raw格式文件。
(2)進(jìn)行物相檢索、右鍵單擊常用工具欄中

進(jìn)行扣除背景。
扣除前

扣除后

(3)點擊常用工具欄中的

按鈕進(jìn)行平滑處理,并進(jìn)行全譜擬合操作。
(4)根據(jù)樣品的實際情況選擇線性寬化因素的影響因素并調(diào)整D(取值1~2,一般憑經(jīng)驗取值)值。
(5)查看儀器半寬高補(bǔ)正曲線是否正確。

(6)Save保存當(dāng)前結(jié)果,export以文本格式輸出計算結(jié)果。
Jade軟件中直接集成了采用半峰寬來計算樣品的晶粒尺寸這一功能,比較方便。要想使用該功能,首先必須在Edit–>Preferences–>Report里面勾上,Estimate Crystallite Size from FWHM Values.如下圖所示:

????????勾上之后就可以很方便的進(jìn)行粒徑分析了,如下圖所示,采用EditToolbar中的積分按鈕,在主峰下拉取基線,會自動彈出窗口,里面包含晶粒尺寸信息。注意,這里算出來的是平均尺寸,且使用范圍為3-200 nm.
注意:
a)利用XRD進(jìn)行晶粒大小計算時,前提是假定晶粒為“球形”,所以其測出來的粒徑不是很可靠,結(jié)果總是小于SEM和TEM,但無法進(jìn)行和TEM時,其結(jié)果仍具有一定的參考依據(jù)。
b)該方法獲得的晶粒尺寸是平均晶粒尺寸,是不同晶面上各衍射方向晶粒度大小平均值,若需要計算某一晶面上的晶粒尺寸,可采用“計算峰面積”命令。
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