b:
上述过程逐点完成后,再把每点连接成曲线即得去背景时的红线;
c:
当曲率比较大时,用Mi+C代替Mi,C是一个常数。
若已经进行了去背景操作,再次点击【去背景】选项,则出现:
选【Abort】退出,不再进行去背景处理;
选【Ignore】则在前次去背景处理的基础上再次进行去背景处理。
若希望对原始图进行平滑处理,则先点击主界面上得【原始】按钮,得到原始数据后再从第1步进行操作。
2.4K【α2剥离】
该选项可选择操作或者不操作。
在图谱上标示面网间距时,若未进行Kα2剥离,则对Cu靶,采用1.54178A的波长进行计算(这会影响高角度α1、α2分离时峰位的面网间距精度),若进行了Kα2剥离,则采用1.54050A的波长进行计算。
建议:
图谱的整体强度比较大时,可进行采用α2剥离操作,若峰位比较小,或整个图谱主要集中在低角度范围时,可不进行α2剥离操作,因为α2剥离将使整体衍射的强度降低1/3左右。
并且同一批分析样品,尽量采用相同的数据处理方式,即要剥离都剥离,否则都不进行α2剥离。
Kα2剥离原理:
按Iα2:
Iα2=100:
50的强度比例,按α1、α2的实际波长(不同的靶数据不同),从衍射图谱的起始点开始,逐点剥离α2的衍射贡献。
以下为举例说明Kα2剥离效果:
左:
剥离前全图右:
剥离前45-65度局部范围
左:
剥离后全图右:
剥离后45-65度局部范围。
Kα2剥离后,衍射图的总体强度大大下降(但每个衍射峰的相对强度保持不变),但图中Kα2的衍射贡献基本消失,衍射峰位的标定将更加准确。
2.5自动【寻峰】
在数据平滑和去背景的基础上,必须进行的第3步处理是自动寻峰。
点击后,寻峰结果可通过【列d值】看到:
其中包含峰序号、2θ、d值、半高宽、峰高度(cps)、峰面积、相对强度(按峰高度衡量)等。
(其中半高宽,峰面积的树枝仅供参考,若要获得准确的这两项数据,须进行<图谱细节处理>部分的操作)
图谱中即显示出d值(单位为A)。
寻峰采用一级微分法,即对图谱进行一级微分后,所得图谱用正值变化到负值的位置为可能的峰位,在该位置前后一个比较小的范围内搜索峰位的最大值。
【注】寻峰时需要有一个最低峰值做参考,默认该值为100,若期望自动寻峰能标注更低的峰的峰位,可在【寻峰】按钮上点击右键,则出现下列对话框:
默认显示值为100,在此可输入小于100的任意整数。
以上处理项目每项完成后,其对应按钮的颜色会由蓝色变成橙红色(下同)。
4.细节处理区域
4.1【手动】
“手动”指手动寻峰。
若寻峰的结果显示有部分峰未标注,或者不该标注的位置也标注了峰,则可点击此选项,在图中用鼠标进行峰的增减,方法如下:
[删除一个峰]:
鼠标放在最靠近要删除的峰附近(沿角度方向最靠近),点击鼠标右键,则删除掉最靠近鼠标位置的峰。
[增加一个峰]:
鼠标放在最靠近增加衍射峰标注的位置,点击鼠标左键,则在鼠标指示位置增加一个衍射峰。
注:
增加衍射峰时,由于鼠标的精度或显示屏的精度可能小于实际衍射图谱的精度,会导致增加的衍射峰位置并非衍射图谱中某一个峰的最高点,须配合【局部放大】或屏幕右侧的左、右箭头或放大、缩小箭头等,把图谱在某个部位进行放大,使屏幕的精度提高,即可滑动鼠标寻到确的峰位。
4.2【局部放大】
指把图谱的某个位置放大显示,以配合手动寻峰或精确求得峰面积、半高宽等数据。
选中后,在图谱的任意位置点击鼠标,即会显示以该位置为中心的总共5度范围的衍射图谱。
然后可配合屏幕右侧的左右箭头、放大、缩小等改变图谱的显示区域。
局部放大的显示图谱,其满量程随显示范围的最大强度值变化而变化。
4.3【面积】
选中后,可确定某个衍射峰的准确积分面积、半高宽等数值。
如图为经过局部放大后的某个衍射峰,选中【面积】后,在峰的左起点位置按住鼠标左键,拖动至峰的右终点处,松开左键,则得到:
在屏幕的左上方,给出了如下数据:
峰积分面积=119354
半高宽=0.7850(2θ度)
纳米粒度=10.7nm
峰重心2θ角度=29.794
峰重心面网间距=2.9963(A)
其中的纳米粒度系根据Sherrer公式计算得出,方法如下:
计算公式:
B=0.9/(t·cos)
B:
待测样品衍射峰的宽化度
t:
平均粒度(单位与相同)(为垂直于面网方向的粒度均值)
宽化度B的计算:
B2=Bm2-Bs2
Bs、Bm分别为标准物质与待测物质的半高宽(单位:
2θ弧度)。
其中Bm为上述直接测定出的FWHM(半高宽),Bs为标准物质(单晶硅或αSiO2)。
Bs值会随仪器的检测条件不同、平滑点数不同、是否进行Kα2剥离而有较大差异。
要进行准确的纳米粒度计算,需检测相同测试条件和相同图谱处理条件下标准物质中最靠近欲检测样品中峰位的衍射峰的半高宽,代入上述公式进行计算。
如下为一例单晶硅标样的半高宽分析数据(2θ角度、FWHM),程序中即按这一组半高宽数据进行纳米粒度分析的。
28.440000.1900
47.300000.1900
56.120000.2000
69.130000.2000
76.380000.2200
88.030000.2200
94.960000.2400
亦可把分析检测的半高宽数据,按以上两列形式存入文件“NanoSTD”,程序即可自动进行运算。
4.4【显示a1a2】
选中后,随着鼠标在衍射图谱区域移动,会即时显示对应位置可能存在的Kα1、Kα2、Kβ线,如下所示:
5.存储数据、存贮图谱、打印图谱、列示d值等区域
5.1【存图】----存贮衍射图谱
点击后,出现存储图谱对话框。
默认名称为:
样品名称.bmp。
图谱为bmp格式。
图谱存贮的特点,屏幕如何显示,则图谱如何存贮,并且存贮图谱的分辨率远高于屏幕的分辨率,可以插于word等文档中直接使用。
如果屏幕为全屏显示格式,则存储的图谱为标准格式1800×1200,例如,屏幕显示为:
存贮的bmp图形为:
若屏幕显示为调整了窗口大小的形式,如:
则存储的图谱相应变化为:
结合第9节讲到的【图谱标注】选项,任意选择的标注(hkl)、标注物相代号、按nm为单位标注、标注2θ角度、图形中注明检索结构等,在电脑屏幕上可以显示的内容,皆可以如实存贮到对应的bmp图形中去,如:
5.2【存数据】
点击后出现<按格式存贮衍射数据>对话框:
(1)*.xy格式(如上图所示):
该格式为经过平滑、去背景等操作处理后的数据存贮成一列角度、一列衍射强度,中间用任意个空格隔开的格式。
(2)*.xr格式(如下图所示):
该格式存贮的数据中除含有*.xy格式所含有的数据外,尚包含波长、角度范围、步长,数据总数,满量程以及面网间距数据、PDF检索数据(检索得到的物相代码、面网符号等)。
按该格式存贮的数据,本软件可以打开,另外多【重叠】绘图时可以打开,并在绘图时可以标示面网间距、面网符号、物相代码等信息。
5.3【打印】
点击后,按照屏幕显示的格式(非全屏模式时自动转化为全屏模式)进行打印输出,并在输出的图形下方,打印出了面网间距列表,即4.4【列d值】中讲述的内容。
5.4【列d值】
点击后,给出如下显示框(若未进行寻峰操作则不显示),其中显示有寻峰结果。
<注>其中的半高宽(FWHM)及峰积分面积(area)会因为3.3【面积】的操作而更新。
因自动寻峰给出的这两项数据可能存在少许偏差。
6.PDF数据库检索、重叠绘图
6.1【PDF】检索
若已具备寻峰结果,或读入的数据为本软件处理过的包含面网间距信息数据的*.xr数据,则点击该按钮即进入PDF检索界面:
1检索数据类型2图谱显示方式3选择检索方式4选择的PDF卡片主要内容显示
5实测衍射图谱6卡片衍射数据7检索容许偏差8物相代码及物相标注、复位
9检索结果信息10已确定的检索结果11晶格常数计算12化合物类型显示
<注>:
所选择的检索数据类型、图谱显示方式、容许偏差、及元素检索中的元素种类等,在退出程序时会自动保存,成为下次进行数据检索的默认方式。
6.1.1检索数据类型
根据具体检测样品可选择适当的数据检索类型。
其中的无机物数据库最大,检索需要时间稍长。
6.1.2图谱显示方式
为第5区域显示图谱的方式。
两种方式的效果分别为:
6.1.3选择检索方式
(1)【d值】检索:
为标准的3强峰检索和8强峰检索,即Hanawalt索引。
检索只针对实际衍射图谱(区域5)中蓝色显示的面网间距进行(已进行标注的面网将变为红色)。
点击后检索的结果即显示在区域9中:
(2)【元素】索引:
选择后即出现元素选择界面:
可用鼠标选择元素周期表中的元素,选中的为白色底色,非选中的为蓝灰色底色。
选中的元素再次点击即可取消。
上方有匹配方式两种:
【只含】:
只含有所选中的元素
【包含】:
除了含有选中的元素外,还可以含有其他任意元素
点击【OK】,检索结果即显示于区域9中。
(3)【名称(矿物、沸石)】索引:
只适合于有英文名称的物质,即矿物和沸石类物质。
点击后,出现:
名称对话框。
输入字母(不分大小写),即在区域9中随着每个字母的输入,同步地出现符合条件的检索结果。
(4)【矿物族】索引:
该索引只针对158族3000多种共计1万余张矿物的数据进行。
选择后即出现下列对话框:
上部为矿物族选择区域,可选择158族矿物中的任意一种。
排列方式按英文字母顺序进行。
选择方式有两种:
一为用鼠标下拉选择,根据字母顺序。
一为输入英文字母选择,比如要选石英族(Quartz),输入Qu即显示出石英族。
下部为矿物的亚族和种的显示和选择区域。
鼠标点击选择后,即在第9区域出现显示结果,如上图所示为Adamite族的矿物种Admite。
(5)查询卡片:
按卡片号查询某张PDF卡片。
Set和Number之间‘-’隔开。
点击【OK】后在区域9中出现对应卡片。
’
若所选择的卡片在数据库中不存在,则出现信息提示框:
(6)初始:
进行了某种查询后,再次点击某种查询,程序则无反应,必须点击【初始】后再进行查询方可。
6.1.4选择的PDF卡片主要内容显示
在区域9中点击选择了某张衍射卡片后,即在区域4中显示该卡片的最主要的信息,其中包含:
卡片号、卡片质量、晶体化学式(、英文名称)、化合物类型及结晶学数据(晶系、空间群、晶格常数等)。
如下所示:
6.1.5实测衍射图谱显示
可用全谱或棒状峰的方式显示实测衍射图谱,右侧的上下箭头可以升高或降低衍射峰的显示高度,默认方式是衍射图谱的最高衍射峰到顶。
未进行标注(即未得到检索结果)的衍射线用蓝色标示面网间距,已标注过的为红色显示。
6.1.6卡片衍射数据对应显示
以棒状峰的方式显示了在区域9中所选择卡片的衍射数据。
可和区域5进行对比,以确定最终检索结果。
6.1.7检索允许偏差(Tolerance)
允许偏差=Abs(实测d-卡片d)/卡片d×100%
设定范围为1%—5%,亦可手动输入更大的数值,比如10%。
该偏差主要用于及5.1.7<数据标注>中。
6.1.8物相代码及物相标注、复位
(1)【标注】:
在区域9中选择了卡片后,即在区域6显示卡片的衍射数据,比对卡片数据和实际衍射图谱,若确认,则可点击【标注】,标注时按给定的允许偏差执行。
执行了【标注】后,即在区域10<已确定的检索结果>中增加卡片条目,并在主界面的显示选项(主界面区域8)中增加一条检索结果信息。
标注后,实际衍射图谱(区域5)中与卡片相吻合的面网间距标示由蓝色变为红色。
继续执行数据检索,则只针对蓝色标注的衍射线条进行。
为每条衍射线标注的内容有:
面网符号、物相代号。
(2)【物相代号】:
标注衍射线时,选择物相代号,可供选择的代号有:
◆◇●■○□◎☆⊙#,可在下拉框中选择,亦可输入英文字母或汉字作为代码,如下所示
<注>:
亦可在区域10<已确定的检索结果>中选择卡片进行图谱【标注】。
(3)【复位】:
取消所有的图谱标注,实际衍射图谱(区域5)中显示的面网间距恢复为全部蓝色。
主界面的显示选项(主界面区域8)中的检索结果信息清空。
可重新进行数据检索,或在区域10<已确定的检索结果>中选择卡片重新进行标注。
6.1.9检索结果信息:
按d值索引、元素索引、名称索引、矿物族索引、卡片索引等得到的检索信息显示于其中。
单击选择后,即在区域4显示出该卡片的主要信息,并在区域6中图形显示该卡片给出的衍射信息。
双击某一选项,即得到该卡片的详细信息:
卡片详细信息中包含如下内容:
02-0629(o)
CaCO3;FormulaWeight:
100.09
CalciumCarbonate;Calcite
Type:
I+M+PHR
Crystallogyaphicaldata:
Sys.:
RhombohedralS.G.:
R-3c(167)
a4.983c17.02
Vol.:
365.99
ExperimentCondition:
Target:
MoKaLamda:
0.709
--------------------------------------------------
13.840060012141.360010217
23.0200100104151.3300400210
32.490060110161.290030128
42.280070113171.240020220
52.090070202181.1800402110
61.920090024191.150040134
71.870080116201.140040226
81.620040211211.040040229
91.600050122221.0100403012
101.520060214230.984020232
111.470040125240.964030324
121.440050300250.943010410
131.4200400012
Ref.ZEKRDZ871201934Nagelschmidt.
hR3.33
DeletedbyNBS.Various1339
A=1.4864,B=1.6584,Sign=-
Rhombohedralcell:
a=6.361,$GA=46.12.
Transformsto970Cunder\CO2\pressure.
Decomposesat898.6C.
Meltingpointat1025atmospheres.
卡片号、卡片质量
晶体化学式、分子量、化合物名称(、矿物名)
化合物类型
结晶学数据
实验条件
衍射数据
编号、面网间距、衍射强度、hkl
参考数据:
参考文献、光性数据、化学分析数据、样品来源或晶相合成数据,卡片替代信息。
6.1.10已确定的检索结果
进行标注后,检索结果即自动添加于该栏目,显示的信息有:
卡片号、晶体化学式、物相代号等。
单击选择,即可在卡片主要内容显示(区域4)、卡片数据显示区域(区域6)显示该卡片的信息,并可进行卡片【标注】。
在该区域的某条目单击右键,可进行删除本行、全部删除及显示检索结果等操作。
其中【显示检索结果】与主界面中【图谱显示时选项显示面网内容】(区域8)内容相同。
6.1.11晶格常数计算
当选择了检索结果,并进行了【标注】后,即可点击【晶格常数计算】进入如下界面:
注1.若【标注】时所选择的数据卡片中晶系、晶格常数及面网指数数据不齐全,则该界面中数据不足,不能进行计算。
注2.衍射数据栏目中有d卡片、d实测数据列表,分别代表卡片衍射数据和实测衍射数据。
注3.实测衍射数据一项有数据显示的,可点击最后一个栏目“选择”,OK为选中(计算晶格常数时采用),F为放弃(计算晶格常数时放弃),可点击自动变化。
在该界面中点击【计算】,则自动运行9214晶格常数精修程序,稍等1-2秒(