控制窗口。
在Dhkl控制窗口输入样品名称、晶格参数、起始角和中止角,选定对称类型、点阵形 式和所用射线波长后,用鼠标单击计算(Calculate)命令按钮,程序就把计算结果显 示在一个文本编辑窗口内。
如果要把计算结果和输入衍射数据的寻峰结果进行对照,可以在Dhkl控制窗口右下角 的峰位匹配栏内的文本框中输入匹配容许的角度误差,然后用鼠标单击峰位匹配 (MatchingPeaks
)命令按钮,程序会列出所有实验衍射峰位置和衍射峰强度,并且和Dhkl计算中匹配 的峰位都给出相应的晶面指标,实验和计算峰位以及它们的差值,晶面间距的实验值 和计算值。这种匹配计算在处理多相样品数据需要剔除杂峰时非常实用,能大大减轻 人工查找的麻烦。
提示:一次计算的衍射峰数目在1000条以上时,需要分段计算,即适当选取衍射角度 范围使得在每段范围内的衍射峰不多于1000条。 2.12由晶体结构模拟计算衍射强度和角度(Lazy)
用PowderX作已知晶体结构的粉末衍射图模拟计算也很方便。只要在图谱(Pattern)菜 单中选Lazy,就进入由Lazy计算控制窗口。在该窗口中设有两个命令按钮,一个用于 编辑Lazy输入文件(文件名为Lazy.dat),一个用于执行程序。用鼠标点击编辑Lazy文
件按钮,程序弹出一个文本编辑窗口用来编辑输入文件。Lazy输入文件的格式请参照 连机帮助。把鼠标点击Lazy控制窗口的标题栏,然后按下F1键就能得到有关的连机帮 助。编辑完成后保存输入文件,用鼠标点击执行Lazy命令按钮,程序就把计算结果显 示在一个文本编辑窗口内。
提示:为了正确调用Lazy计算的动态连接库,使用PowderX当前版本时,输入控制文 件名只能用lazy.dat.
2.1310个快捷工具按钮的功能
PowderX运行时,在主程序窗口的左上方有一个工具条,条中从左至右排列着10个常 用的快捷命令按钮。它们需用鼠标点击选择(按钮凹下)或取消(按钮凸起)。这10个命 令按钮分别具有以下的功能:
(1).数据输入,用于打开MacScience衍射仪的ASC数据文件。 (2).打开一个文本编辑器。用于编辑文件。
(3).设定程序进入图形放大模式。随后用鼠标设定待放大的区域就能实现局部放大。
(4).执行自适应平滑。 (5).执行自动背景扣除。
(6).执行董方法Cu靶Ka2扣除。 (7).执行二阶导数法寻峰。
(8).设定程序进入为衍射图增添文字标注的模式。 (9).设定程序为显示坐标模式。 (10).获得连机帮助。
2.14局部放大衍射图
衍射图的局部放大极为常用,必须熟练掌握。使用图形放大窗口内,不但能查看衍射 图的细节,对平滑、背景扣除、 a2扣除和寻峰结果进行评价,而且是手动寻峰和手 动扣除背景执行的控制窗口。
用鼠标点击工具条中的图形放大按钮,设定程序进入图形放大模式。随后用鼠标设定 待放大的区域就能实现局部放大。随后用鼠标设定待放大的区域就能实现局部放大。 在待选定区域左上方按下鼠标,然后拉动鼠标(Drag)至待选定区域的右下方,放开鼠 标按钮。程序弹出图形(ZoomPlot)放大窗口,并显示出该局部的放大图形。完成后按 结束按钮,退出该图形(ZoomPlot)放大窗口。可以继续选定其它局部进行放大显示和 处理。退出图形放大模式,只要用鼠标再次点击工具条中的图形放大按钮即可。
2.15为衍射图加添文字标注
为衍射图加添文字标注,先用鼠标点击工具条中文字标注按钮(按钮中间是大写字母 A),然后移动鼠标至衍射图中需要加入文字标注的位置点击鼠标,程序弹出字体选择 对话框,用来选定字体;等用户选定字体以后,程序弹出字体旋转对话框,用户可以 在其中输入文字标注所需的偏转角度。随后在标注位置出出现一个文本框,用户可以 输入标注内容。按回车键后完成。如需要增加另外的标注,只要在另外的位置上用鼠 标点击,并在输入文本后按回车键。在按下回车键之前,如果想移动文本标注的位置 ,可以在输入文本后移动鼠标,文本框将随着鼠标移动。移动到合适位置后再按回车 键确定。
建议:虽然利用PowderX程序可以制作一般的粉末衍射图并能加入一些文字标注,但 它不能与专门的作图软件相比。如果用户需要更高质量的衍射图,可以把PowderX程 序的处理结果输出为数据文件,然后用专门的软件(如Plot,Origin等)作图。
2.16为全谱拟合程序Simpro制作控制文件
Simpro是可以从Internet上免费下载的一个全谱拟合(WholePatternFitting)程序。 它可以选用多种峰形函数对普通X射线、同步辐射X射线和中子衍射的数据拟合。但是 使用时发现编写该程序的控制文件比较费时,不但需要按照固定的格式,还必须使用 各种代码。为了提高控制文件的制作效率,我们编写了一个图形界面来制作Simpro程 序的控制文件。
在图谱(Pattern)主菜单下选Simpro,就进入编写Simpro控制文件的窗口。在其中选择 或输入所需的各项参数(实验条件,晶格和峰形参数,精修控制参数等),在该窗口的 文件菜单中选保存文件,程序会自动生成控制文件,并按用户制定的文件名存入磁盘 。
2.17其他数据处理方法(求导数和快速富里埃变换)
在计算(Calculation)菜单中选导数(Derivative),程序打开导数计算控制窗口。在其 中选定拟合点数,拟合多项式次数和导数阶次后,用鼠标点击显示按钮,程序利用当 前图形窗口中的衍射图计算导数图谱,并显示在图形窗口内。可以改变计算参数后再 按显示按钮得出新的结果。结果满意后点击OK完成导数计算。
类似地如在计算(Calculation)菜单中选富里埃变换(FourierTransform),程序打开富 里埃变换控制窗口。在该控制窗口中可以选择已经输入或处理过的衍射图谱作为变换 对象,并可以选择是作变换或是作反变换。然后,用鼠标点击显示按钮,程序利用选 定数据计算其富里埃变换,并把结果显示图形窗口内。计算结束后点击OK完成富里埃
变换计算。
提示:一般的衍射数据不用计算导数和富里埃变换。这里的导数计算是在开发利用导 数寻峰的程序时加上的,有时导数计算对寻峰有用,所以现在仍然保留。富里埃变换 结果可能用于频谱分析或峰形分析。
在导数计算和富里埃变换后如果需要继续处理原衍射数据,可以在查看(View)主菜单 下选作图(Plot),然后再选定需要输入的衍射数据。
2.18获得连机帮助的方法
(1).在帮助主菜单中选帮助一项,程序打开连机帮助起始页。
(2).鼠标位置在PowderX主窗口界面内,按下F1键,也显示连机帮助。 (3).鼠标点击工具条中的帮助按钮,程序打开连机帮助起始页。
(4).鼠标放在PowderX其它控制窗口标题栏内,按下F1键,显示有关该控制窗口的连 机帮助。
(5).鼠标放在打开的PowderX主菜单上,按下F1键,显示有关该主菜单项目的连机帮 助。
2.19衍射图数据处理中推荐的操作步骤
对连续扫描获得的噪声较大的数据,使用以下基本处理步骤: 数据输入->a2扣除->平滑->扣除背景->寻峰->指标化 对步进扫描获得的噪声很小的数据,使用以下基本处理步骤: 数据输入->a2扣除->扣除背景->寻峰->指标化
3 应用实例 3.1Ka2扣除
对SiO2的粉末衍射图的a2扣除结果 3.2数据平滑
上图中数据用自适应平滑,平滑点数取7,噪声水平50。 上图中数据用自适应平滑,平滑点数取7,噪声水平250。 3.3背景扣除
以下是两个自动背景扣除的实例:
3.4寻峰
上图是Si粉的衍射图,用董方法扣除a2后,用简单寻峰方式得到的结果。下表列出峰 文件内容:
Si粉样品的衍射峰数据
2Thetad(A)HeightAreaFWHM
28.4703.13253141448.0555787.30.1004 47.3251.9192969791.6286770.60.1073 56.1401.6370241206.1170124.30.1089 69.1481.357428409.851049.60.1305 76.3901.2457612995.878219.80.1342 88.0371.1085214506.0102381.20.1522 94.9551.045179071.563576.10.1509 106.7130.960044678.035112.60.1730 114.0920.918008992.780571.90.1890 127.5410.858726183.070900.90.2496 136.8860.828233423.446149.30.2832
上表中的数据含有零点误差。在以下3.5中介绍如何校正。
3.5系统误差校正
3.5.1Si粉的衍射数据的零点误差校正
用PowderX中的线对法零点自动校正方法可以得出以上3.4节中Si粉的衍射数据含有0 .033度的零点误差。校正零点误差后的衍射数据列于下表: 经零点校正后的Si粉衍射数据
------------------------------ 2Thetad(A)HeightAreaFWHM
------------------------------ 28.4373.13610141448.0555787.30.1004 47.2911.9205669791.6286770.60.1073 56.1071.6379141206.1170124.30.1089 69.1151.357998409.851049.60.1305 76.3561.2462212995.878219.80.1342 88.0041.1088514506.0102381.20.1522 94.9221.045449071.563576.10.1509 106.6800.960244678.035112.60.1730 114.0590.918178992.780571.90.1890 127.5080.858846183.070900.90.2496 136.8530.828333423.446149.30.2832
3.5.2已知晶体结构衍射图的零点漂移校正
Bi2201单晶零点漂移校正:由于偶然的机械故障,衍射仪零点发生严重漂移,利用线 对法公式计算零点漂移达3.72 .零点漂移校正值的统计误差接近实验衍射角测量的精 度0.01 .
hkl 2q\\2 q'(Degree) 18.04 25.43 32.96 40.64(0012) 48.55(0014) 56.73(0016) 74.27(0020)
004 10.74 3.714 3.713 3.722 3.718 3.720 3.720 3.720
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