2.9 定量物相分析
定量物相分析的原理和其在TOPAS中的实现在TOPAS Technical Reference参考书中有详述. 下列的定量方法将逐步详述:
1. 晶相材料的定量物相分析
• 传统的Rietveld方法
• PONKCS方法
2. 晶相和无定形材料的定量物相分析
• 内标法
• PONKCS方法
2.9.1 晶相材料的定量物相分析
本教程使用国际晶体学会粉末衍射委员会的关于定量物相分析竞赛(QPARR)的CPD-1数据(Madsen et al., 2001). CPD-1样品(从CPD-1a到CPD-1h)是一些列包含不同比例的三相的混合物: 刚玉, 红锌矿, 萤石. 其物相比例如表14所列.
表14: CPD-1样品的物相组成.
所有衍射数据和晶体结构文件都保存在如下路径:
C:\Topas6\Tutorial\Quantitative Phase Analysis\Rietveld Method\CPD\.
2.9.1.1 传统Rietveld方法
1. 在TOPAS界面中导入任何CPD-1数据(CPD-1A.RAW - CPD-1 H.RAW)
2. 在Parameters窗口中设置精修模型.
在Parameters窗口中展开数据项(*.RAW)下的树形目录并执行以下操作:
右击Emission Profile并选择"Load Emission Profile", 选择
CuKa5_Berger.lam. 缺省安装下该光源发射文件位于C:\Topas6\Lam目录中.
选择Background, 使用4阶Chebychev多项式和1/X背景函数来拟合背景. 后者用于拟合因扫描低角时探测器靠近直接束而接受到其空气散射信号造成的高背景.使用1/X背景函数可以用更少阶的Chebychev多项式函数拟合背景.
选择Instrument,设置下面两个表格所列的仪器设定:
选择Corrections. 选择Zero error并将其code设为"Refine". 此外二次单色器造成了极化, 因此选择LP factor, 将单色器单色角度设为.° θ. 最后选择Absorption并将其code设为"Refine", 这是为了拟合因样品质量吸收系数较小而造成的非对称峰形向低角方向的明显的延展.
注意: 吸收矫正用于修正Bragg-Brentano反射几何中特有的因样品穿透造成的峰形畸变. 精修后的Absorption参数表示整个样品的有效平均吸收系数.
• 右击数据(*.RAW)导入各物相的晶体结构文件: 刚玉, 萤石, 红锌矿(允许同时选择并导入多个晶体结构文件):
1. Corundum.str
2. Fluorite.str
3. Zincite.str
3. 若要计算精修误差, 选中Fit菜单中的Calculate Errors.
4. 按下Fit窗口中的Run按钮开始精修.
在Scan 窗口中计算谱用红色显示. 其与测量数据的差由灰色线表示. 精修以后会出现一个对话框通知用户, 精修是否收敛.
5. 定量分析的结果可在Scan窗口中查看, 也可以在重量百分比饼图窗口或Parameters 窗口中查看. 期望的"真"值列于表14中. 你的定量分析结果准确度应该在±2wt%之内.
6. 程序自动计算出样品的元素组成. 请展开Structures/ hkl Phases -> Internal Standard Method中的Elemental Composition页面查看结果.
7. 保存成.pro文件
提示: TOPAS项目文件(PRO files)包含测量数据, 精修模型和精修参数及其的值, 精修结果, 以及用户设置的用户界面设置. 因此你可以随时导入之前保存的精修工作, 也可以将项目文件用作精修不同测量数据的模板.
用File - Export /INP File ...菜单可以导出input文件. 这样可以在全自动环境下(使用TC.exe)在发射模式下使用你的精修模型. 测量数据和用户设置的用户界面设置不能保存在INP文件中.
定量物相分析的原理和其在TOPAS中的实现在TOPAS Technical Reference参考书中有详述. 下列的定量方法将逐步详述:
1. 晶相材料的定量物相分析
• 传统的Rietveld方法
• PONKCS方法
2. 晶相和无定形材料的定量物相分析
• 内标法
• PONKCS方法
2.9.1 晶相材料的定量物相分析
本教程使用国际晶体学会粉末衍射委员会的关于定量物相分析竞赛(QPARR)的CPD-1数据(Madsen et al., 2001). CPD-1样品(从CPD-1a到CPD-1h)是一些列包含不同比例的三相的混合物: 刚玉, 红锌矿, 萤石. 其物相比例如表14所列.
表14: CPD-1样品的物相组成.
所有衍射数据和晶体结构文件都保存在如下路径:
C:\Topas6\Tutorial\Quantitative Phase Analysis\Rietveld Method\CPD\.
2.9.1.1 传统Rietveld方法
1. 在TOPAS界面中导入任何CPD-1数据(CPD-1A.RAW - CPD-1 H.RAW)
2. 在Parameters窗口中设置精修模型.
在Parameters窗口中展开数据项(*.RAW)下的树形目录并执行以下操作:
右击Emission Profile并选择"Load Emission Profile", 选择
CuKa5_Berger.lam. 缺省安装下该光源发射文件位于C:\Topas6\Lam目录中.
选择Background, 使用4阶Chebychev多项式和1/X背景函数来拟合背景. 后者用于拟合因扫描低角时探测器靠近直接束而接受到其空气散射信号造成的高背景.使用1/X背景函数可以用更少阶的Chebychev多项式函数拟合背景.
选择Instrument,设置下面两个表格所列的仪器设定:
选择Corrections. 选择Zero error并将其code设为"Refine". 此外二次单色器造成了极化, 因此选择LP factor, 将单色器单色角度设为.° θ. 最后选择Absorption并将其code设为"Refine", 这是为了拟合因样品质量吸收系数较小而造成的非对称峰形向低角方向的明显的延展.
注意: 吸收矫正用于修正Bragg-Brentano反射几何中特有的因样品穿透造成的峰形畸变. 精修后的Absorption参数表示整个样品的有效平均吸收系数.
• 右击数据(*.RAW)导入各物相的晶体结构文件: 刚玉, 萤石, 红锌矿(允许同时选择并导入多个晶体结构文件):
1. Corundum.str
2. Fluorite.str
3. Zincite.str
3. 若要计算精修误差, 选中Fit菜单中的Calculate Errors.
4. 按下Fit窗口中的Run按钮开始精修.
在Scan 窗口中计算谱用红色显示. 其与测量数据的差由灰色线表示. 精修以后会出现一个对话框通知用户, 精修是否收敛.
5. 定量分析的结果可在Scan窗口中查看, 也可以在重量百分比饼图窗口或Parameters 窗口中查看. 期望的"真"值列于表14中. 你的定量分析结果准确度应该在±2wt%之内.
6. 程序自动计算出样品的元素组成. 请展开Structures/ hkl Phases -> Internal Standard Method中的Elemental Composition页面查看结果.
7. 保存成.pro文件
提示: TOPAS项目文件(PRO files)包含测量数据, 精修模型和精修参数及其的值, 精修结果, 以及用户设置的用户界面设置. 因此你可以随时导入之前保存的精修工作, 也可以将项目文件用作精修不同测量数据的模板.
用File - Export /INP File ...菜单可以导出input文件. 这样可以在全自动环境下(使用TC.exe)在发射模式下使用你的精修模型. 测量数据和用户设置的用户界面设置不能保存在INP文件中.
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