1、X射线衍射技术分析内容

X射线衍射技术可以分析研究金属固溶体、合金相结构、氧化物相合成、材料结晶状态、金属合金化、金属合金薄膜与取向、焊接金属相、各种纤维结构与取相、结晶度、原料的晶型结构检验、金属的氧化、各种陶瓷与合金的相变、晶格参数测定、非晶态结构、纳米材料粒度、矿物原料结构、建筑材料相分析、水泥的物相分析等。

2、非金属材料的X射线衍射技术内容

非金属材料的X射线衍射技术可以分析材料合成结构、氧化物固相相转变、电化学材料结构变化、纳米材料掺杂、催化剂材料掺杂、晶体材料结构、金属非金属氧化膜、高分子材料结晶度、各种沉积物、挥发物、化学产物、氧化膜相分析、化学镀电镀层相分析等。

3、不同样品的制备要求

1)金属样品如块状、板状、圆拄状要求磨成一个平面，面积不小于10X10毫米，如果面积太小可以用几块粘贴一起。

2)对于片状、圆拄状样品会存在严重的择优取向，衍射强度异常。因此要求测试时合理选择响应的方向平面。

3)对于测量金属样品的微观应力(晶格畸变)，测量残余奥氏体，要求样品不能简单粗磨，要求制备成金相样品，并进行普通抛光或电解抛光，消除表面应变层。

4)粉末样品要求在3克左右，如果太少也需5毫克。要求磨成320目的粒度，约40微米。粒度粗大衍射强度底，峰形不好，分辨率低。要了解样品的物理化学性质，如是否易燃，易潮解，易腐蚀、有毒、易挥发。

5)对于不同基体的薄膜样品，要了解检验确定基片的取向，X射线测量的膜厚度约20个纳米。

6)对于纤维样品的测试应该提出测试纤维的照射方向，是平行照射还是垂直照射，因为取向不同衍射强度也不相同。

7)对于焊接材料，如断口、焊缝表面的衍射分析，要求断口相对平整，

4、XRD相关分析软件

1)pcpdfwin

属于第二代物相检索软件。它是在衍射图谱标定以后，按照d值检索。一般可以有限定元素、按照三强线、结合法等方法。所检索出的卡片多数时候不对。一张复杂的衍射谱有时候需要花几天的时间。

2)search match

一个专门的物相检索程序，属于第三代检索软件，采用图形界面，根据图谱实体来对谱，直观性好。可以实现和原始实验数据的直接对接，可以自动或手动标定衍射峰的位置，对于一般的图都能很好的应付。而且有几个小工具使用很方便。如放大功能、十字定位线、坐标指示按钮、网格线条等。最重要的是它有自动检索功能。可以帮你很方便的检索出你要找的物相。也可以进行各种限定以缩小检索范围。如果你对于你的材料较为熟悉的话，对于一张含有4，5相的图谱，检索也就3分钟。效率很高。而且它还有自动生成实验报告的功能！

3)high score

几乎search match中所有的功能highscore都具备，而且它比search-match更实用。

(1)它可以调用的数据格式更多。

(2)窗口设置更人性化，用户可以自己选择。

(3)谱线位置的显示方式，可以让你更直接地看到检索的情况。

(4)手动加峰或减峰更加方便。

(5)可以对衍射图进行平滑等操作，是图更漂亮。

(6)可以更改原始数据的步长、起始角度等参数。

(7)可以进行0点的校正。

(8)可以对峰的外形进行校正。

(9)可以进行半定量分析。

(10)物相检索更加方便，检索方式更多。

(11)可以编写批处理命令，对于同一系列的衍射图，一键搞定。

4)jade

具有highscore相似的自动检索功能少些，但它有比之更多的功能。

(1)它可以进行衍射峰的指标化。

(2)进行晶格参数的计算。

(3)根据标样对晶格参数进行校正。

(4)轻松计算峰的面积、质心。

(5)出图更加方便，你可以在图上进行更加随意的编辑。

5、扫描方式及其用法

多晶体X射线衍射方法一般都是θ-2θ扫描。即样品转过θ角时，测角仪同时转过2θ角。这个转动的过程称为扫描。例如，我们要对样品进行物相鉴定时，需要测量2θ=5°-80°范围内的衍射谱，这个测量过程就称为“扫描”。扫描的方式一般分为两种：连续扫描和步进扫描。

1)连续扫描

是指测角仪的连续转动方式，测角仪从起始的2θ到终止的2θ进行匀速扫描。其参数主要有两个，一个是数据点间隔，另一个是扫描速度。扫描速度是指单位时间内测角仪转过的角度，通常取2°/min，4°/min或8°/min或16°/min等。数据点间隔是指每隔多少度取一个数据点。

一般来说，两个参数需要组合。若数据点间隔取0.02°,则步长可取4-8°/min。不当的组合会引起衍射峰强度的降低、衍射峰型不对称、或峰位向扫描方向一侧移动。连续扫描一般用于做较大2θ范围内的全谱的扫描，适合于定性分析。

例如：用连续扫描方式，从20°扫描到80°，数据点间隔为0.02°，扫描速度为4°/min。所需要的时间为：(80-20)/4=15min。从这个计算过程来看，实验时间与数据点间隔无关，连续扫描一般用时较少。

一般来说，如果X光管的功率较低或实际使用功率较低或光管使用时间较长，为了获得更加清晰的图谱和较高的强度，需要使用较慢的扫描速度，如2°/min。反之，使用高功率的光管，如18KW的转靶光管，当使用功率达到10KW时，扫描速度可以使用8°/min。

有人做过实验，发现18KW的转靶衍射仪上，用扫描速度4，8和16°/min 来扫描同一个样品，图谱基本没有变化。对于硅酸盐之类的无机物、金属材料中的微量相或结晶状态不好的化合物相分析，建议使用较慢的扫描速度来获得较高的强度和清晰的图谱。扫描速度极慢时可以使用数据点间隔0.01°,但当扫描速度为4°/min或以上的速度时，建议使用0.02°或0.03°。否则，图谱的噪声很大，图谱上下波动很大，把一些可能的弱峰掩盖。

2)步进扫描

步进扫描方式是将扫描范围按一定的步进宽度(0.01°或0.02°)分成若干步，在每一步停留若干秒(步进时间)，并且将这若干秒内记录到的总光强度作为该数据点处的强度。例如，从20°扫描到80°，步进宽度为0.02°，步进时间为1sec。那么，扫描完成所需的时间为：{[(80-20)/0.02]*1}/60=50min。

从结果来看，实验所需时间与两个参数都有关。不合适的参数组合，会让一个实验做上一天。由于步进扫描可以增加每个数据点的强度(不是某一时间的真实强度而是一段时间内的累积强度)，因而可以降低记数时的统计误差，提高信噪比。步进扫描一般用于较窄2θ范围内的精细扫描，可用于定量分析、线形分析以及精确测定点阵常数、Retiveld全谱拟合等。

(来源：新能源在线  作者：宏伟)