XRD晶粒尺寸分析

1、XRDH粒尺寸分析很多人都想算算粒徑有多大。其實(shí)，我們專業(yè)的術(shù)語(yǔ)不叫粒徑，而叫亞晶尺寸”，它表征的并不是一個(gè)顆粒的直徑。A。這么說(shuō)吧，粉末由很多顆?！苯M成，每個(gè)顆粒由很多個(gè)晶?！本奂?，一個(gè)晶粒由很多個(gè)單胞”拼接組成。面指數(shù)方向上的尺寸，如果這個(gè)方向上有M個(gè)單胞，而且這個(gè)方向上的晶面間距為d,則測(cè)得的尺寸就是Md女I晶面間距為di,那么這個(gè)方向的尺寸就是Nd1。由此可見，通過(guò)不同的衍射面測(cè)得的晶塊尺寸是不一定相同的。B如果這個(gè)晶粒是一個(gè)完整的，沒(méi)有缺陷的晶粒，可以將其視為一個(gè)測(cè)試單位，但是，如果這個(gè)晶粒有缺陷，那陷分開的各個(gè)單位稱為亞晶”。比如說(shuō)吧，如果一個(gè)晶粒由兩個(gè)通過(guò)亞晶界的小晶粒組成（

2、稱為亞晶），那么，是亞晶的尺寸了。C為什么那么多人喜歡拋開專業(yè)的解釋而用粒徑”這個(gè)詞呢？都是納米材料”惹的禍。納米晶粒本來(lái)就很小，一存在亞晶，而是一個(gè)完整的晶粒，因此，亞晶尺寸這個(gè)術(shù)語(yǔ)就被套用到納米晶粒的粒徑”上來(lái)了。實(shí)際上，國(guó)家的表征是有標(biāo)準(zhǔn)的，需要用小角散射”方法來(lái)測(cè)量。比如，北京鋼鐵研究總院做這個(gè)就做了很長(zhǎng)時(shí)間。但是呢，做起來(lái)也特別麻煩（現(xiàn)在好一些了，特別是對(duì)光能自動(dòng)一些了），所以，很少有人去做，而且，用衍射峰寬計(jì)算而不為呢？我私下地覺(jué)得吧，這些人在偷換概念。久而久之，大家也就接受了。為了這個(gè)事吧，有些人就問(wèn)了，既然做出來(lái)的納米材料的粒徑”是這么小，那么有沒(méi)有辦法在做SE偵TEM時(shí)彳實(shí)分

3、不開，分得開的是一個(gè)個(gè)的晶粒，分不開的是亞晶。D至于為什么通過(guò)衍射峰寬測(cè)出來(lái)的粒徑”為什么總是那么小，還有一個(gè)原因。實(shí)際上吧，使衍射峰變寬的原因另一個(gè)原因是晶粒內(nèi)部存在微觀應(yīng)變”。打個(gè)比方吧，甲乙兩個(gè)人同時(shí)做一件事，結(jié)果把功勞算到甲一個(gè)人頭上能勞大就峰寬，峰越寬晶粒就越細(xì)）。有時(shí)候發(fā)現(xiàn)，有個(gè)別人在有意無(wú)意地避口不談乙的功勞。E為什么允許將亞晶尺寸稱為粒徑”呢？稱為徑，必假定晶粒為球形”，從而假定了不論從哪個(gè)晶面去測(cè)都會(huì)是差別。事實(shí)上，這種不同方向的尺寸差異在很多情況下確實(shí)可以忽略。但是，也有一些特殊情況是不可以的。下注意這兩個(gè)假定，這就是為什么很多人都說(shuō)，XRDW出來(lái)的粒徑不可靠，總是小于SE

4、研日TEM量出來(lái)的值。因?yàn)橥?？既然大家都說(shuō)是粒徑，那么要怎么樣來(lái)算粒徑呢?我們先來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題。怎么做擬合？我們并不需要對(duì)所有的峰都做擬合，也不能用全譜自動(dòng)擬合”，正確的方法是做單峰擬合。今天有同學(xué)發(fā)過(guò)來(lái)一個(gè)數(shù)據(jù)，看看。0007raw)Two-Theta(degi當(dāng)晶粒細(xì)化時(shí)，衍射峰就會(huì)變寬，隨之而來(lái)的是強(qiáng)度降低，峰就不那么好看了，做擬合時(shí)有三點(diǎn)要注意：1）并不需要選擇全部的峰來(lái)參與計(jì)算，如果某個(gè)峰長(zhǎng)得不好，寧可不要這個(gè)峰的數(shù)據(jù)；2）做單峰擬合，有的同學(xué)不管三七二十一，一個(gè)擬合按鈕按下去，自動(dòng)去算吧，結(jié)果當(dāng)然是錯(cuò)誤的；3）如果有重疊峰，可以先將重疊峰分離，但最后最好將其去掉，軟件自動(dòng)分解

5、重疊峰的效果可能并不是令人滿這里，擬合分作兩段，只用到六個(gè)峰。特別是一些背底不平的情況，尤其要如此。三項(xiàng)CurrentProfilerarajieters*RefineentOptionsIOGOT.ravEECopyEwpm上舊mgjHi5虱&導(dǎo)加斷問(wèn)國(guó)UnVfiab&Displ：rfwhmrr橙wn社jwjvpParmtlec$eung二foiPiqfilett1.V尊AHeialhlp2Jheh.閩廠3F.弭卜|5岳雨&云三ShwrFinCalMrSM*rLireSiytejQEsferwlcmstaEfrum:佶FVHMLBwdtti廠I-HideEDVduovI-CentroichP

6、e丈LgdtiarsCestoid版196犯皿37.11310.0(15?1,474iCOteGswamooe-I99.S27IQQ135&0n(9l1074204D.OOOO?監(jiān)401(1000150UK?D0000303473OOOHF；CT63盼C0001645243&四1374066137107S77i8|W300633L493樣讖20951|457|C&974470(5)29020r39Sl59923451BS14(3425611263I316啊7檢網(wǎng)8o?934r290652安331219rK如*Hr*3on71as-司aJa022C。叫001馴00320.628(10101M沛網(wǎng)

7、肉川01710015QS79IDD131DQ141,137ia022jDIM1法饞T110G10(111252win1.3559Pl1235911115203PI16G271)廠OlorPhasasProliletIgeitanProfikes|OneFhareJTwXg-1545(%(10111Afm-10.80(025店CryBilinity?EiwqF牝1005%vFrcrimsod32*Vo帕bl韓Rerfirw看看擬合結(jié)果，每個(gè)晶面計(jì)算出來(lái)的晶粒尺寸差不了多少，說(shuō)明：1）確實(shí)不存在微應(yīng)變；2）晶?；旧鲜乔蛐巍＜热贿@樣，那么計(jì)算粒徑的時(shí)候只要一個(gè)峰不是也差不離嗎？確實(shí)是這樣的，如果能

8、假定樣品中不存在微觀應(yīng)變尺寸就可以了，沒(méi)有必要用很多峰，很多峰算出來(lái)不就是平均粒徑”嗎？按下上面那個(gè)窗口中的Size&Strain”按鈕，彈出上面的窗口，發(fā)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)點(diǎn)基本上落在一條水平線上，那粒徑”。我們?cè)賮?lái)玩玩這個(gè)樣品。將這個(gè)樣品做一點(diǎn)處理，比如加熱燒一會(huì)，會(huì)得到怎么樣的衍射譜呢?203040506070Two-Theta這個(gè)圖比上面那個(gè)圖好看多了，為什么呢？因?yàn)榉迕黠@變窄了，窄了也就高了，高了也就掩蓋誤差了。注意，盡管這個(gè)圖長(zhǎng)得這么好，我們還是做單峰擬合，不厭其煩地，任勞任怨地一個(gè)峰一個(gè)峰地做擬合。U神V成)出$15落I畔:Lft.JUULRM吏$4lrisFqi此曲1。0Eutin1c

9、CrrstdllitrSizeiStrhitifroaPeakEH(!.|lnjXS*弟1OllFMEB/StTairT圳*(岫2。RlSJTheJ.3361LneLV1klrfat-fIf-bttfVFIV222-222339Jfl(Jfl.Jif(JIl.(.（-flt明營(yíng)珀3233整2825273611285242s?9?7n.螢IGHrTl/KIIZm-uIJ.llb.IT-沽.It次門-ct-I-I-r芒V.J如號(hào)但霎嚀疝31啊匪沔坂77.?3用帽=ICurrentProfilieParcelersKefin&entOptions-|QQD&ra，】138111147)Siran=。

10、.聞F閔ESDolFn=O.DOQ12LC=0.331AlUneclenTcn1Araa-12336(9l25)%。，138011件CgdWtyRjEtTQfUFit10Prpfis4nd52VoMbjtoRUie有點(diǎn)意思了，看看XS下面的數(shù)據(jù)，從衍射角由低到高的順序，XS值是由大到?。ǔ俗詈髢蓚€(gè)例外）。點(diǎn)下點(diǎn)落在一條斜線上。而且還不過(guò)原點(diǎn)。在縱坐標(biāo)上的截距大于0,這就說(shuō)明，這個(gè)峰變寬，有你的一半也有我的計(jì)算的結(jié)果可以從圖上看得清（吧？）那么，最后兩個(gè)點(diǎn)，為什么會(huì)突然變大了呢？都是重疊峰惹的禍。注意，上面的譜圖可以清楚看到，最后兩個(gè)點(diǎn)怎么辦呢？去掉呀，在圖上的紅點(diǎn)上用鼠標(biāo)點(diǎn)一下，紅點(diǎn)就消失了

11、，這個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)被舍棄。如果舍棄一個(gè)點(diǎn)還不滿么大不了的。個(gè)別的時(shí)候，也需要選擇Strainonly”，這時(shí)，數(shù)據(jù)點(diǎn)的特征是：1）在一條斜線上；2）斜線過(guò)原點(diǎn)，甚至截距為負(fù)數(shù)（總不可能弄個(gè)負(fù)的晶粒尺寸吧？）注意了，這么計(jì)算粒徑時(shí)是有假定的，即晶粒（或者亞晶）是球形，至少是近似球形吧。也有個(gè)別的時(shí)候它就一個(gè)球。你還去套用這個(gè)方法，肯定就是你的錯(cuò)誤了。這時(shí)候往往會(huì)得出這樣的結(jié)論：1）晶粒尺寸是負(fù)的；2）或者微觀應(yīng)變是負(fù)的。別說(shuō)我是瞎扯，我就發(fā)現(xiàn)過(guò)已經(jīng)發(fā)表的論文中的數(shù)據(jù)說(shuō)微觀應(yīng)變是負(fù)數(shù)。所謂微觀應(yīng)變是指晶粒內(nèi)部晶面間距可能伏下去就不起來(lái)了。出現(xiàn)這種現(xiàn)象，可能的原因是:1）你的數(shù)據(jù)做得實(shí)在太差了，延長(zhǎng)點(diǎn)掃描時(shí)間來(lái)做，多花點(diǎn)米米（心痛）好不好。2）晶粒形狀確實(shí)不是個(gè)球”，哪怕是個(gè)混球！CP-NCA-110M5S.raw你說(shuō)，這個(gè)圖譜，不同的峰寬明顯不同，而且還似乎沒(méi)有規(guī)律，你還按球形來(lái)做，那么，真是扯球了。對(duì)付這種問(wèn)題，還是有辦法的，既然不同方向的尺寸不同，那么同一方向的總相同吧，所以，選擇相同方向的不樹棠老師的晶體X射線衍射學(xué)基礎(chǔ)（現(xiàn)在這種經(jīng)典的書真少見了）上有例子。再就是用Rietveld全譜擬臺(tái)最后，還說(shuō)一種情況，樣