1、XRD一般问题 做 XRD 有什么用途啊，能看出其纯度?还是能看出其中含有某种官能团？ X 射线照射到物质上将产生散射。晶态物质对 X 射线产生的相干散射表现为衍射现象，即 入射光束出射时光束没有被发散但方向被改变了而其波长保持不变的现象，这是晶态物质特 有的现象。 绝大多数固态物质都是晶态或微晶态或准晶态物质，都能产生 X 射线衍射。晶体微观结构 的特征是具有周期性的长程的有序结构。晶体的 X 射线衍射图是晶体微观结构立体场景的 一种物理变换，包含了晶体结构的全部信息。用少量固体粉末或小块样品便可得到其 X 射 线衍射图。 XRD（X 射线衍射）是目前研究晶体结构(如原子或离子及其基团的种类
2、和位置分布，晶胞 形状和大小等)最有力的方法。 XRD 特别适用于晶态物质的物相分析。晶态物质组成元素或基团如不相同或其结构有差异， 它们的衍射谱图在衍射峰数目、角度位置、相对强度次序以至衍射峰的形状上就显现出差异。 因此，通过样品的 X 射线衍射图与已知的晶态物质的 X 射线衍射谱图的对比分析便可以完 成样品物相组成和结构的定性鉴定；通过对样品衍射强度数据的分析计算，可以完成样品物 相组成的定量分析； XRD 还可以测定材料中晶粒的大小或其排布取向（材料的织构）.等等，应用面十分普遍、 广泛。 目前 XRD 主要适用于无机物，对于有机物应用较少。 关于 XRD 的应用，在技术资料栏目下有介绍
3、更详细的文章，不妨再深入看看。 如何由 XRD 图谱确定所做的样品是准晶结构？XRD 图谱中非晶、准晶和晶体的结构怎么 严格区分？ 三者并无严格明晰的分界。 在衍射仪获得的 XRD 图谱上，如果样品是较好的晶态物质，图谱的特征是有若干或许多 个一般是彼此独立的很窄的尖峰（其半高度处的 2宽度在 0.10.2左右，这一宽度可以 视为由实验条件决定的晶体衍射峰的最小宽度）。如果这些峰明显地变宽，则可以判定 样品中的晶体的颗粒尺寸将小于 300nm，可以称之为微晶。晶体的 X 射线衍射理论中有 一个 Scherrer 公式，可以根据谱线变宽的量估算晶粒在该衍射方向上的厚度。 非晶质衍射图的特征是：在
4、整个扫描角度范围内（从 2 12开始到几十度）只观察到被 散射的 X 射线强度的平缓的变化，其间可能有一到几个最大值；开始处因为接近直射光束 强度较大，随着角度的增加强度迅速下降，到高角度强度慢慢地趋向仪器的本底值。从 Scherrer 公式的观点看，这个现象可以视为由于晶粒极限地细小下去而导致晶体的衍射峰极 大地宽化、相互重叠而模糊化的结果。晶粒细碎化的极限就是只剩下原子或离子这些粒子间 的近程有序了，这就是我们所设想的非晶质微观结构的场景。非晶质衍射图上的一个最 大值相对应的是该非晶质中一种常发生的粒子间距离。 介于这两种典型之间而偏一些非晶质的过渡情况便是准晶态了。 在做射线衍射时，如果
5、用不同的靶，例如用铜靶或者 Cr 靶，两者的谱图会一样吗？如 果不同的话，峰的位置和强度有啥变化吗？有规律吗？ 不同的靶，其特征波长不同。衍射角（又常称为 Bragg 角或 2角）决定于实验使用的波长 （Bragg 方程）。使用不同的靶也就是所用的 X 射线的波长不同，根据 Bragg 方程，某一间 距为 d 的晶面族其衍射角将不同, 各间距值的晶面族的衍射角将表现出有规律的改变。因此，使用不同靶材的 X 射线管所得到的衍射图上的衍射峰的位置是不相同的，衍射峰位置的变 化是有规律的。 而一种晶体自有的一套 d 值是其结构固有的、可以作为该晶体物质的标志性参数。因此， 不管使用何种靶材的 X 射
6、线管，从所得到的衍射图获得的某样品的一套 d 值，与靶材无关。 衍射图上衍射峰间的相对强度主要决定于晶体的结构，但是由于样品的吸收性质也和入射 线的波长有关。因此同一样品用不同靶所取得的图谱上衍射峰间的相对强度会稍有差别，与 靶材有关。 重温一下布拉格公式和衍射的强度公式，您的问题答案全都有了。 我想知道不同衍射角对应的晶面，怎么办？ 如果你的图能够找到对应的粉末衍射数据卡，那么问题就简单了。多数的粉末衍射数据卡 上面都给出了各衍射线的衍射指标，也就可以知道对应的晶面了。 如果是未知晶体结构的图，就需要求解各衍射线的衍射指标，这一步工作叫做衍射图的指 标化。如自己解决需要具备基础的晶体学知识，
7、然后学会一两个指标化的工具软件（如 treaor90）进行尝试。 对于正交晶系的晶胞参数，其中 a、b、c 代表晶胞的三个棱的长度。但我不清楚如何定义 a、b、c 的方向，也就是说按照什么依据确定这三条棱的方向？是否有明确的规定还是可以 任意自定义？ 一般来说可以用 a b c 的定向原则，其实，用什么方向都可以，它们可以通过矩阵来转 换。 晶胞中的 a，b，c，分别是三个晶轴方向上的单位平移向量的长度，称为轴长，不是三个 棱的长度。轴长符号也常用 a0，b0，c0 表示。轴长单位常用?（埃，Angstrom，=10-10 米） 或纳米（nm，=10-9 米）。在晶体结构中没有棱这样一种说法，
8、只有晶体坐标系，而这个 坐标系是用 a，b，c， 六个参数来表示的， 分别代表三个轴间的夹 角。而晶棱是指晶体的外形的棱边。所以说a、b、c 代表晶胞的三个棱的长度是错误的。 如何计算晶胞体积？比如说我想计算二氧化锆四方晶相的晶胞体积，甚至是各个晶胞参数， 怎么用这个软件来具体处理一下呢？ 首先，你要有相应的晶体学方面的知识。这些软件是为我们处理一些晶体学上的一些问题 服务，所以，你不能抛开晶体学去使用软件。有了一些必要的晶体学知识之后，你再去学习 使用这些软件，这样你才能看懂 help 里的内容。对于你现在所讲的这个晶胞体积的问题， 实际上也就是晶胞参数精确测定的问题，因为晶胞参数精确测定了
9、之后，晶胞体积自然就知 道了。 有什么软件能根据分数坐标画出晶体的空间结构？就是有八面体或者四面体的那种。 根据晶体的结构结构数据，用 diamond 或 atoms 等专业的晶体结构绘图软件便可画出晶体 的空间结构。 六角结构的晶体在生长时它的内在的优先生长方向是哪一个？ 一般来说晶体沿短轴方向生长速度快 ,垂直于长轴方向的晶面密度较大，从能量的角度说， 当晶体生长时，这样的格位更稳定一些。 在X射线测量中（三方晶系）通常给出的都是六方的晶格常数例如a=b=5.741, c=7.141,夹角分别为 120，120，90。现在我想把它换算成三方结构的晶格常数 a=b=c=? , 夹角 a=?
10、你是通过对衍射数据指标化得出的六方晶格常数，还是从文献得到的？如果你的晶胞是菱 方格子，那么用六方定向和菱方定向是一样的 梁敬魁的粉末衍射法测定晶体结构中有公式可以由三方转六方，或六方转三方。 如何知道晶体中原子坐标? 做单晶 X射线衍射才能得到原子的坐标。除了四圆外，CCD 也可进行单晶 X射线衍射。 如何根据 X 射线衍射数据计算晶粒尺寸晶格常数和畸变，用什么理论和公式？ 根据衍射峰的峰形数据可以计算晶粒尺寸晶格常数和畸变。在衍射峰的宽化仅由于晶粒的 细小产生的情况下，根据衍射峰的宽化量应用 Scherrer 公式便可以估算晶粒在该衍射方向上 的厚度。你如果需要做这方面的计算，需要增加一些
11、入门知识，在本网页上你就能够找到一 些有关资料的。 X 射线小角衍射和 X 射线小角散射 小角 X 射线散射（Small Angle X-ray Scattering)和小角 X 射线衍射(Small angle x-ray diffraction)是一回事吗？ 早期小角 X 射线散射仅指超细颗粒在低角度范围（常指 220）上的 X 射线散射，而现 在，小角 X 射线散射通指在低角度范围（常指 21020）的 X 射线散射。 X-射线照射到晶体上发生相干散射（存在位相关系）的物理现象叫衍射，即使发生在低角 度也是衍射。例如，某相的 d 值为 31.5A，相应衍射角为 2.80（Cu-K），如果
12、该相有很 高的结晶度，31.5A 峰还是十分尖锐的。薄膜也能产生取决于薄膜厚度与薄膜微观结构的、 集中在小角范围内的 X 射线衍射。在这些情况下，样品的小角 X 射线散射强度主要来自样 品的衍射，称之为小角 X 射线衍射。对这类样品，人们关心的是其最大的 d 值或者是薄膜 厚度与结构，必须研究其小角 X 射线衍射。 X-射线照射到超细粉末颗粒（粒径小于几百埃，不管其是晶体还是非晶体）也会发生相干 散射现象，也发生在低角度区。但是由微细颗粒产生的相干散射图的特征与上述的由超大晶 面间距或薄膜产生的小角 X 射线衍射图的特征完全不同。 小角衍射，一般应用于测定超大晶面间距或薄膜厚度以及薄膜的微观周
13、期结构、周期排列 的孔分布等问题；小角散射则是应用于测定超细粉体或疏松多孔材料孔分布的有关性质 。 X-射线照射到样品上还会发生非相干散射，其强度分别也主要集中在在低角度范围，康普 顿散射就属于此类，其结果是增加背景。 哪里能得到小角 X 射线衍射的系统理论包括书、文献、技术、软件？ 1. 张晉远等, X 射线小角散射. 高等教育出版社, 北京, 1990 2. Y. Xiang, et al. Materials Characterization, 2000, 44(4-5): 435-9 我现在做介孔材料。介孔(孔径 2-50nm)在材料中成有序排列，象晶格一样的排列在材料中， 孔壁、材料
14、为非晶相。为什么 XRD 能粗测孔与孔的间距？我了解到的是,孔成有序排列， 所以在小角度会有衍射峰,(001)面的峰值和孔径有关。但我不知道为什么? 跟长周期有关：大的孔需要大的周期，或者说是孔面间距，类似于晶面间距。孔意味 晶体中该区域没有原子填充，没有填充原子就无衍射峰。而孔洞的边界是原子紧密排列的， 原子密度相对较高，对应产生较强的衍射，强度较大。大孔孔径大，空间重复周期大（即长 周期），对应的晶面距大，产生的衍射在小角区。所说的（001）有强线对应的材料的晶体 C 轴较长，如果第一线是（100）则 A 轴较长。关于粉末衍射数据库的问题 PDF2 卡片与 JCPDS 卡有什么区别？ 是同
15、一个东西！ PDF2 是 ICDD (International Centre for Diffraction Data)的产品，ICDD 的前身为 JCPDS (Joint Committee on Poder Diffraction Standards) 。 为什么我用 pcpdfwin 查到的电子 PDF 卡和我在学校图书馆查的 PDF 卡不同，卡号都是一 样的，可相对强度值不一样，这是为什么？ 相对强度是估计的，有误差是正常的，可能是数据的来源有所不同造成的，还有要注意， 由于卡片制作后就不能改，所以有的卡片被后来的结果修正了，这在印制的卡片上是没有这 种信息的，但在数据库中的卡片则有
16、说明，哪些卡片已经被删除。 衍射卡片里面相对强度怎么有的大于 100？（比如为 999） 粉末衍射卡的强度数据以相对强度提供，一般以最强线为 100。但是计算的粉末衍射数据最 强峰的强度值取作 999。其实相对强度的数值并不重要，您只要把最大的当作 100，其它的 与之比较就可以了，比如 999 当作 100 那么 500 就是 50，353 就是 35，在这里因为是估计， 有误差也没有关系了。 同一种物质对应着两张卡片，这正常吗？ 这很正常，两张卡片是在不同的时间或由不同的人做的。你可以按卡片号调出卡片，卡片 上就可以查到卡片数据出处的原始文献。 在X射线粉末衍射的数据表中，Peak Lis
17、t中有Rel.Int.%，Pattern List中有Scale Fac,请问 Rel.Int.%，Scale Fac代表的意义。 Rel.Int.%的意思是相对强度，%，Scale Fac是（强度）比例因子。 请问哪里能查到文献上发表的天然产物的晶体数据？ ICSD 数据库或 ICDD 的 PDF 数据库。 除此之外，还可以在矿物数据库中和美国矿物学家晶体结构数据库中免费查到，在晶体学 数据库栏目中提供的链接中查。 物相分析方面的问题 样品卡与标准卡对比原则？ 提供几条原则供大家参考： 1. .对比 d 值比对比强度要重要； 2. 低角度的线要比高角度的线要重要； 3. 强线比弱线重要； 4
18、. 要重视特征线； 5. 同一个物相可能有多套衍射数据，但要注意有的数据是被删除的； 6. 个别低角度线出现缺失； 7. 由于样品择优取向某些线的强度会发生变化； 8. 有时会出现无法解释的弱线，这是正常的，不能要求把所有的线都得到解释。要重视特征线，那么什么是特征线？同一个物相可能有多套衍射数据，但要注意有的数 据是被删除的，这是什么意思？ 所谓的特征线就是某物质最强而且是独有的最容易判断的线，如石英的特征线就是 d=3.34? 的线，在混合物中如果出现这条线，有石英的可能性就大，其它也是这样，这在混合物中查 物相是很有用的。 同一个物相可能有多套衍射数据是指有多个卡片的数据都是一个物相，比
19、如石英（SiO2） 从1到49卷都有数据，共有93个数据卡片，但是1-8卷15，16，33-1161，42-391等（共 38 个）这些卡片都是卡片库的编者已经删除的。 哪里能查到文献上发表的天然产物的晶体数据？ 除 ICSD database 和 ICDD 的 PDF 库外，还可以在矿物数据库中和美国矿物学家晶体结构 数据库中免费查到。 如何将单晶数据转化为粉末的，来作为我的标准谱呢？ 可以利用 Shape 公司的软件，利用单晶数据计算粉末理论图，最新版本 1.2demo 版。 没有它的粉晶射线图，但是有根据其单晶 X 射线衍射推算出来的晶胞参数，请问我怎么才 能反推算出该晶体的粉晶衍射图？
20、 如果你有结构数据，就可以从理论上算出粉末衍射图的，可以使用 Materials Studio 的 reflex plus 模块算出来；有原子坐标，通过 diamond 也可以得到它的粉末 XRD 图。 如何分析出其晶体结构而确定是我们预期的物质呢？ 如果能够在 ICDD 的粉末衍射数据库中找到你预期的物质的衍射数据，做一个 XRD 鉴定即 可确定。 做了一些铝合金试样的 XRD，试样中铝含量超过 95%。试样的谱线均在纯铝谱线左侧， 低角度谱线偏离 0.2 度左右，高角度谱线偏离 0.3-0.4 度左右。请问它们是第二相固溶引起 的吗？它们与固溶程度有什么定性和定量的关系？ 根据 Bragg
21、 公式，峰位置向左偏移，相当于 d 值变大了，反映其晶胞参数变大了，说明在 Al 的晶格中渗入了其他的原子。另外，没有出现新的衍射峰，说明是铝的无序固溶体，保 持着纯铝的晶体结构。 钴酸锂的标准卡片有哪几种？而许多厂家用的是 16-427 标准卡片，没有考虑（009）这个 衍射峰，为什么不用 75-0532 标准卡片呢？ 16-427 是通过实验得出的，而 75-0532 是利用 ICSD 结构数据库中的结构数据计算得出的 做钴酸锂实验时，出现的峰和 75-0532 一样，而和 16-427 是不是只差（009）衍射峰呢？如 果是这样，那么就是 16-427 漏掉了这个峰，或者当时实验者收集数
22、据时的角度不够高，没 有达到这个峰的位置，这种情况是常有的 做钴酸锂 XRD 衍射实验时，在 X 衍射仪上做出的衍射图片,第一个衍射峰特别高,其他的衍 射峰特别低,不成比例,是仪器本身的原因,还是发生了择优取向,请各位高手指点。 不知你是用钴酸锂粉末做的实验，还是多晶膜等？如果是粉末，那可能就是择优取向了 化学沉淀法从氨氮废水中结晶出磷酸铵镁，XRD 与标准 JCPDS 相比衍射峰有规律向左偏 移，这表达什么晶体结构的信息啊？ 可能的原因： 如果各峰的偏移基本上是一个固定值，原因是 2零位不正确； 样品平面后仰； 组成偏离化学式MgNH4PO4 6H2O，未知的偏离导致晶格变大了一些。 用 J
23、ade5 软件可以进行 XRD 定量分析吗? XRD 定量分析的基础数据是样品中各组成物相的强度数据（原理上应该用峰的面积数据）， 余下的工作便是些乘除比例的运算了，使用表格软件（如 WPS Ofice 的WPS 表格、微软 的 Excel）完成甚为方便。因此，使用任一能够获得峰面积或峰高的软件工具都可以进行 XRD 定量分析，当然，有 Jade 软件更为方便。 哪里有 X 射线衍射校正和定量分析用的标准物质（GBW(E) 130017）-石英（-SiO2） 国家标准物质研究中心询购。 结构分析计算方面的问题 请介绍一些介绍 Rietveld 方法的书籍。 这方面的书籍很多，如： 粉末衍射法测
24、定晶体结构 作者：梁敬魁编著 出版社：科学出版社 出版时间：2003 丛编项：应用物理学丛书 简介：本书系统全面论述了粉末衍射图谱的指标化，点阵常数的精确测量，粉末衍射测定 新型化合物晶体结构的各种方法等在离子晶体结构分析中的应用。 主题项：粉末衍射法晶体结构 X 射线衍射晶体结构 有没有关于精修的详细操作的指南？ 如 果 你 想 用 Fullprof 来 精 修 结 构 ， 那 么 你 可 以 看 看 本 论 坛 ： http:/www.crystalstar.org/Article/ShowArticle.asp?ArticleID=81 关于这个软件的使用说明。 有了结构数据后，你可以用
25、 diamond、atoms 等绘图软件绘出晶体结构图 请推荐一个小巧玲珑，方便实用的计算晶胞参数的软件。 Celref2.0 或 3.0 都可以。 chekcell 软件可以根据 xrd 图谱和 pdf 卡片获得样品的晶胞参数么？ CHEKCELL 是进行晶胞参数的精修，粗晶胞当然可以在 pdf 卡片上得到了，这个软件是较 简单，按照上面的提示操作就可以了 用 XRD 图来精修出分子结构研究分子的性质, 收集 XRD 时应注意些什么? 强度要高，中等强度的衍射峰强度要达到 5000 计数以上；衍射峰的分辨要尽可能的好；扫 描范围要大，最大 d 值的峰不能缺失。衍射峰的强度和很多因素有关，比如
26、样品的衍射能力， 性质，还有仪器功率，测试方法，检测器的灵敏度等等。 做 XRD 时步长一般为 0.02 度，但是如果要做 Rietveld 分析，出了强度要求 500 以上，步 长有没有什么要求啊？ 一个半峰宽内有 3-5 个点就可以了，步长一般为 FWHM 的 0.2-0.3 就可以了。 强度要求在 10000-20000 之间。 如果用普通的 xrd仪器如 brucker D8 或者 philips 等测试粉末的 xrd,扫描速度需要多慢才 适合用 gsas 等方法作 rietveld 分析，需要加内标吗？ 扫描速度的快慢是根据你的数据强度要求来确定的，如果要做结构精修，中等强度的衍射
27、峰的强度应该在 5000 以上，至于内标是不需要的。 衍射峰的强度好像和仪器有很大的关系，因为以前用 Rigaku 的 Dmax，每次都是几千，但 现在用 Bruker 或者 Philips，好像每次都在一千以下，不知道是什么问题。粉末的结晶肯定 是好的。 与发生器的功率有关。你曾使用的 Rigaku 的 Dmax 是高功率的转靶衍射仪吧？强度也和衍 射仪的扫描半径有关。 用国产仪器(丹东方园仪器有限公司)测的 XRD 数据能不能用于 Retrieve 精修? 国产衍射仪的基本技术指标（测角准确度、重现性、分辨率，衍射强度稳定性、长期工作 稳定性等指标）与进口衍射仪并无水平级的差异。配有石墨弯
28、晶单色器的国产衍射仪，正确 选择狭缝、采数步宽和步进计数时间（保证峰强度），同样能够获得能够用于 Retrieve 精修 的衍射数据。例如中科院北京研究生院无机新材料实验室近几年来完成的大量晶体结构分析 工作，其衍射数据就是在该实验室购置的 XD-3 型 X 射线衍射仪（北京普析通用仪器公司生 产）上收集的。 我做的是磷矿粉的 XRD，它属于六方晶系。请问有没有能计算晶胞参数的程序，以及程序 的用法。 首先您应该要求给您作衍射的实验室提供 d 值和强度的衍射数据，然后检索 ICDD 卡片。 如果你把这个物相的卡片数据检索到了，那么你的问题就是晶胞参数精修了，下载 Chekcell 精修晶胞参数
29、。如果你还想计算结晶粒度的大小，建议你用一些全谱拟合的软件，如 Fullprof 等，这样，不仅可以精修晶胞参数，同时也可以得到半高宽或积分宽度的数据，可以用于结 晶粒度计算。当然，要计算结晶粒度，最好还要进行仪器校正曲线的测定，一般在收集你的 实验样品的同时，再在相同条件下收集标准样品（LaB6，标准 Si 等）的谱图，以便扣除仪 器对半高宽或积分宽度的贡献。 已经知道晶体的晶格常数、晶系以及各衍射峰的 hkl 值，请问如何确定其空间群，有没有 相应的软件。 有了这些就可以用 Shelx 来解晶体了，空间群自然也就能确定了。可以用国际晶体学手册， 利用你的已知数据便可查的。未知物质的空间群是
30、根据统计消光规律来得到的，最终的结果 还要用结构测定的结果来最后确定，统计消光规律来推测空间群的软件有 XPREP,wingx 等. 具体可以如下操作：衍射数据当作 P1 空间群处理然后利用 Pattern 程序生成 Psudo-Precession 然后根据系统消光规律推导出晶体的劳埃对称性。不是所有的时候都可以 直接给出最终的空间群。最好在解完结构之后，利用结构解析程序产生的 FCF 文件再重新 核对一遍。 如果我想要從這個 powder diffraction profile 來解出其結晶結構.包括其各個晶格參數 以 及其是什麼樣的晶型 tetragonal or orthorhombi
31、c 等等那我該如何是好呢？如果你只想知道这个新物相的晶格参数和晶系，用你的粉末衍射数据去指标化就可以了。 指标化就是确定每个衍射峰的衍射指标，当然这个过程同时就给出了晶系。 有沒有一個程式是可以輸入 a b c 三軸的值以及三軸之間的三個夾角然後就可以自動畫出 這樣的晶型可能產生的 powder diffraction profile 呢？ 有这样的程序可以输入晶格参数和空间群就可以理论计算出衍射峰的位置。可以用的软体 很多，CHEKCELL 这个免费的软体就可以解决您的问题。如果需要理论计算衍射强度，你 还需要给出原子坐标参数。 原子各向同性（异性）温度因子对结构影响大吗？ 温度因子就是反映原子在平衡位置附近振动情况的一个因子，主要是对强度有影响，那当 然就对结构有影响了。 晶体的各向异性温度因子是如何定义的？ 晶体中的原子普遍存在热运动，这种运动在绝对零度时也未必停止。通常所谓的原子坐标 是指它们在不断振动中的平衡位置。随着温度的升高，其振动的振幅增大。这种振动的存在 增大了原子散射波的位相差，影响了原子的散射能力，即衍射强度。在晶体中，特别是对称 性低的
