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【原创】粉末XRD定量精修分析一步步视频讲解::Step-by-step video tutorial for powder XRD refinement using GSAS

X射线衍射仪(XRD)

  • 引言:
    i、这个帖子我已经酝酿了很久,有一些网友不止一次催我发布,但由于正经工作总应当在更高的优先级,所以抱歉让朋友们和大伙久等了。
    iii、本视频教程是如此open,以至于所有的数据文件及视频文件均可以被免费下载,目的是让在这个领域好学的朋友能快速的披荆斩棘,相信如果把我的教程自己演练一遍,达到甚至超过我目前的水平绝非难事,有兴趣的读者(确切说是观众?)不妨一试。
    ii、我制作视频并非因为我的定量分析技术如何了得,只是热心使然,希望热心能在网路和人间不断的传递下去而已。实际上我也就会这几招;正因为我水平有限,尽管我尽量细心谨慎,但错漏之处在所难免,如果有朋友对错漏之处向我指出,我将感激不尽。如有相关疑问,也不妨自由的提出。


    粉末XRD定量分析大致步骤如下:
    1、原始数据采集,一般都是按部就班的制样、设定、开始采集和保存数据这几步,这里不予展开讨论。
    2、原始数据处理,一般的数据处理,如扣背底、扣α2(无单色器情形下)、零点校正等等,这些预处理过程对gsas精修实际上并不十分必要,甚至可有可无,因为这些功能都已经被gsas集成。唯一需要注意的是原始数据文件格式,如果粉末X射线衍射仪的控制软件可以直接导出gsas格式文件自然很理想;如果X射线衍射仪的将原始数据保存为其特有格式,需要使用powderX, cmpr, jade等软件直接转换成gsas格式或先转化成ascii文本格式的2θ-intensity两栏dat文件。使用cmpr软件将2θ-intensity两栏dat文件转化成gsas文件的具体方法实际非常简单,我已经制作一个视频如下:
    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/files/images/20100930/201009301817096032.swf
    [flash=700,400]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201009301817096032_01_0_3.swf[/flash]
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  • 大陆

    第1楼2010/09/30

    3、结构(.cif)与仪器文件(.ins or .prm)预备。结构文件获取途径非常多(数据库、期刊的supplement、cif编辑软件等),而且也不难,无需多讲。关于仪器文件,经常碰见初学者提这个问题。实际上仪器文件的准备分两步,一是估计峰型参数,二是编辑仪器文件。这两步实际上操作起来并不难--
    a)根据我的认识水平,峰型参数恰恰就蕴含在原始数据之中,下面的视频讲解使用cmpr软件从原始数据中提取峰型参数的方法:
    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/files/images/20100930/201009301818394584.swf
    [flash=700,400]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201009301818394584_01_0_3.swf[/flash]

8
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  • 大陆

    第2楼2010/09/30

    b)接下来根据峰型参数和衍射源等信息编辑仪器文件,视频如下:
    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/files/images/20100930/201009301820359493.swf
    [flash=700,400]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201009301820359493_01_0_3.swf[/flash]

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  • 大陆

    第3楼2010/09/30

    4、精修,一般过程是先导入数据,然后根据scalor,zero,单胞参数,背底参数,热参数及峰型参数的顺序依次增加变量精修,具体过程在下面的对Si粉标样的精修视频中详细介绍:
    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/files/images/20100930/201009301821547335.swf
    [flash=700,400]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/201009301821547335_01_0_3.swf[/flash]

6
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  • 大陆

    第4楼2010/09/30

    5、典型应用有三个--
    一是单胞参数估计,参照楼上第4步的视频即可;
    二是结晶度Crystallinity的估计,视频如附件所示,下载链接:
    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/files/files/20101003/201010311628.rar
    (因为大小超过网站最大限制,不能内嵌播放)
    该视频介绍使用同质量比混合的两种晶体,一种是完美结晶的标准Si粉末,另一种是未知结晶度的粉末,使用精修程序通过半定量估计晶体含量,并通过初始投放比例,不难半定量估计位置结晶度粉末的结晶度。

3
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  • 大陆

    第5楼2010/09/30

    三是含量分析,视频和楼上视频基本一样,只是最后的结果处理稍有不一样,即结果中的质量比即各个晶体相含量的质量比。这里非常值得注意的是,XRD粉末精修最擅长的是确定晶体相含量,否则只能得到半定量分析结果
    如果物相中含有非晶相而有需要进行定量分析,制作多种系列标样并进行精修拟合的过程将是必不可少的。也就是说,完全定量的分析没有捷径可言

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  • 大陆

    第6楼2010/09/30

    其实,精修除了上面的典型应用外,还有可能对结构细节如占位(occupancy)、原子坐标、热振动参数等进行精修,但需要注意的是,永远记住,精修得到的结果中只有晶胞参数是最可信的,其他量只能作为参考。除非在相关技术上可信的积累,比如仪器质量足够好,有在该参数上是系列变化的标准样品对照,最最重要的是仪器使用的衍射源对该参数敏感则,无论是结晶度、多相晶体质量含量还是微观参数,均只是半定量的结果。

    上面两个完整精修过程涉及到的过程文件如附件所示:
    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/files/files/20101003/2010103194950.rar

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  • openmymind

    第7楼2010/10/01

    太伟大了!顶!

    顺便有几个问题需要请教一下。为了不打断此话题,打算另外发帖了。

    大陆(handsomeland) 发表:留一楼层备用。

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  • xujun16

    第8楼2010/10/01

    收藏了!谢谢!大陆老师!

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  • tosser

    第9楼2010/10/01

    特意过来看我们实验室的大陆博士的精华帖。

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  • work037

    第10楼2010/10/01

    收藏,这个领域我还没接触过。

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