Jade操作

RietveldJade特色操作界面精修步驟示例應用舉例基本問題Jade有哪兩種精修模式？各有什么特點和應用？Jade的精修模塊用什么評價精修的好壞？如何讀入晶體結構模型？如何精修晶體結構？如何做約束？對于微量相有什么處理方法？對于非晶相有什么處理方法？做晶粒尺寸計算前要有什么準備？做晶胞參數精修前要做什么準備？Jade特色1Jade有兩種精修模式：結構精修和全圖擬合。結構精修：以物相的晶體結構為模型進行精修，是一個標準的Rietveld精修程序。可以用于計算晶胞參數，物相定量和微結構。而且可以修正晶體結構。全圖擬合：以PDF卡片(衍射峰位置和衍射峰相對強度)為模型進行精修，它僅是一個全圖擬合程序。可以用于計算晶胞參數，物相定量和微結構。2有自己獨立的精修核心算法，評價標準不同于其它標準精修軟件。3Jade有自己的晶體結構數據庫，可以直接讀取晶體結構模型。4所有精修步驟已經由軟件安排，操作圖形化，簡單易學。Jade特色非結構相:非結構模型以PDF卡片上的數據為模型,對所測衍射譜進行分峰,可用于物相定量,晶胞參數修正,晶粒尺寸與微觀應變計算,不可以反映晶體內部的原子位置變化和原子占位率的變化結構相:以晶體學數據庫中的物相晶體學結構為模型對測量譜進行擬合,可反映晶體內部的原子位置變化和原子占位率的變化。結構相也可以直接使用CIF文件。建立模型基本參數精修基本參數精修結構模型測量數據結果模型非結構模型晶胞參數精修峰形參數精修結構參數精修晶胞參數精修峰形參數精修峰強參數精修結構精修全圖擬合Jade特色精修模式Jade特色R/E稱為精修的吻合度，理論上理想精修中的值非常接近。Jade設計了兩個參數E和R：I(o,i)是擬合數據點(i)的測量強度(計數)，I(c,i)是該點的計算強度，I(b,i)是該數據點的背景強度，w(i)是該點的計數權重，N是擬合的數據點數目，P是可精修參數數目。精修指標Display頁選擇顯示內容計算譜精修初始化打印結果輸出文本格式報告顯示模型晶體結構庫管理保存,打開模型精修條件限制范圍排除精修范圍警告條件操作界面Global參數頁顯示頁全局頁過程記錄頁參數記錄頁樣品位移零點參數背景參數物相頁測量圖譜模型非晶模型操作界面Phase精修參數頁比例因子晶胞參數精修方式歪斜因子峰寬因子峰形函數峰形因子內標相當前物相添加物相進入原子精修擇優取向操作界面晶體結構精修參數頁原子占位結構因子原子坐標操作界面精修步驟按照：1）全局變量2）相參數3）原子結構3個層次進行精修,按照精修的目的選擇精修的程度。與儀器、整體譜圖相關的參數操作界面精修步驟按照：1）全局變量2）相參數3）原子結構3個層次進行精修,按照精修的目的選擇精修的程度。與儀器、整體譜圖相關的參數與峰形、物相相關的參數操作界面精修步驟按照：1）全局變量2）相參數3）原子結構3個層次進行精修,按照精修的目的選擇精修的程度。與儀器、整體譜圖相關的參數與峰形、物相相關的參數操作界面與原子位置、鍵相關的參數精修步驟按照：1）全局變量2）相參數3）原子結構3個層次進行精修,按照精修的目的選擇精修的程度。與儀器、整體譜圖相關的參數與峰形、物相相關的參數與原子位置、鍵相關的參數操作界面04042：1：氧化亞銅1：WPF界面操作例：對有一個Mn-O樣品，進行Rietveld精修樣品中加入30%內標物質Si。Si在這里有兩個作用：作為晶胞參數精修的標樣,校正儀器的測量誤差。作為多相定量的內標,計算各個相的含量。操作步驟示例1物相檢索，確定晶體結構模型模型選擇為PDF卡片，稱為“非結構相”，模型選擇為晶體結構（Cif文件），稱為“結構相”。Jade通過選擇“計算卡片”來讀入“結構相”模型。操作步驟示例選擇“Options|WPFRefine”命令，進入全譜擬合窗口。圖中顯示4個物相被引入。2進入精修窗口操作步驟示例Si作為內標物質,首先就要固定住它的晶胞參數LC不被改變,同時設置作為定量分析的內標,輸入其摻入量為30%。3固定內標參數，輸出參數初始值操作步驟示例根據引入的晶體結構計算出一個“計算譜”，同時顯示計算譜和實測譜之間的差異(方差)圖中白色的譜圖為實測譜，紅色的譜圖為計算譜，在窗口的上端顯示兩者的差異R。4計算理論譜,建立初始模型操作步驟示例選擇“Global”頁，按下“Refine”命令按鈕，進行“全局參數”的顯示與精修5“全局參數”精修全局參數包括:背景線(BG)，樣品位移(SD)，儀器零點(Z0)等，分別在這些項目前的勾選框中加入對號，并按下“Refine”按鈕，即逐步加入新的精修參數，逐步精修軟件智能:軟件根據實驗譜給需要精修的參量都賦了“初始值”。所謂精修,就是在這些初始值的基礎上修正各個參量。可以添加、減少需要精修的參量。也可以手動賦初始值。操作步驟示例選擇“Phase”頁，按下“Refine”命令按鈕，進行“相參數”的顯示與精修6“相參數”精修操作步驟示例基本相參數包括:晶胞常數(LC):晶胞大小、密度和形狀。標度因子(SF):多相體系中的質量分數。峰寬函數(f0,f1,f2),峰形參數(p0,p1),歪斜因子(s0,s1):微觀應力和晶粒尺寸,溫度因子(TS):原子振動。峰形函數(PearsonVII,PV,Gau):衍射強度計算,微觀應力與晶粒尺寸。單獨強度修正(I%）或擇尤取向(O1，O2):織構。限制峰寬:微結構(晶粒尺寸、微觀應力、晶粒形狀)。這些參數根據選擇不同，有些參數受限不能修正。對于結構相，還可以修正結構參數(原子位置等)。如果樣品中存在多個物相，則必須針對每一個物相都做這些精修。并不一定每個參數都要修正，重要的參數才需要精修。并不一定每個物相都要精修，應當先精修主要的或重要的物相。操作步驟示例對于結構相,按下進入到晶體結構修正窗口。在這里可以修正各個原子的位置(x,y,z),占位率(n)和與結構因子相關的B或U因子。按下“All”,則表示修正該結構中所有允許修正的因子。或者按類選擇或手動選擇只修正其中的某些因子。7“晶體結構參數”精修操作步驟示例8.結果觀察顯示精修狀態操作步驟示例9.觀察R單擊“Display”選項卡，并選擇顯示“R%”，可顯示精修過程中R值的變化(即殘差M)，圖中E是精修收斂目標。精修過程中應當時刻關注R值的變化，如果某個參數精修后使R值增大，應當放棄這個參數的精修操作步驟示例10.觀察Wt單擊“Display”選項卡，并選擇顯示“R%”，可顯示精修過程中R值的變化(即殘差M)，圖中E是精修收斂目標。精修過程中應當時刻關注R值的變化，如果某個參數精修后使R值增大，應當放棄這個參數的精修操作步驟示例11.觀察Size單擊“Display”選項卡，并選擇顯示“R%”，可顯示精修過程中R值的變化(即殘差M)，圖中E是精修收斂目標。精修過程中應當時刻關注R值的變化，如果某個參數精修后使R值增大，應當放棄這個參數的精修操作步驟示例12.結果輸出單擊“Report”，可以將精修結果輸出到一個擴展名為“.rrp”的文件中，這個文件可以用記事本軟件打開；也可以單擊“Print”，根據需要將精修結果打印出來。操作步驟示例測量樣品的整個衍射譜檢索物相Options|WPFRefinement設置精修限制修正全局參量修正物相參量修正原子參量,織構參量操作演示04041：電池正極材料：4：氧化錳加硅：WPF分析操作步驟示例例1:多晶型ZrO2陶瓷的定量09010：1：ZrO2陶瓷：單斜和四方相：WPF定量電工陶瓷ZrO2中常存在兩種晶型的ZrO2。它們的性質不同，質量分數影響性能。

物相定量舉例亞氧化鈦具有多種晶型。其衍射譜非常復雜，物相中Ti-O比例、位置移動影響衍射譜的變化。用傳統的物相定量方法無法分離重疊峰，計算結果也不準確。09001：1：KTiO：WPF：定量例2:亞氧化鈦多晶型樣品的定量物相定量舉例當樣品中含有非晶相,未知相時,為了定量,需要在樣品中加入已知量的內標物質。本例中加入剛玉25%質量分數,確定已知相和非晶相的含量。例3:含非晶相物質的內標法定量09006：2：含非晶相%20SiO2+Al2O+Si：20：WPF：定量物相定量舉例物相定量舉例質量分數精修方法總結樣品中所有物相都為已知模型:直接通過標度因子和結構因子(或K值)計算全部物相的質量分數和體積分數。樣品中含有非晶相時,在樣品中加入已知含量的內標物質，固定住內標物質的含量，根據內標物質與其它相的相對強度，計算出各物相在原始樣品中的實際含量和非晶相含量。樣品中含有非晶時,通過非晶散射峰的參數精修,得到樣品的結晶度。樣品中含有非晶時,有兩種處理辦法:設計并精修非晶峰,得到非晶峰的散射強度。將非晶峰劃入到背景,不影響K值法的定量結果。Jade可直接給出混合物中物相相對質量分數，也可以直接給出原始樣品中真實含量。例1純CeO2的樣品，需要對結構和晶粒尺寸進行精修1.未選擇物相,直接進入到精修窗口(也可以先做物相分析,確定模型)。2.進入到全譜擬合精修的窗口，可以看到:NoPhaseLoaded。操作步驟微結構精修舉例3.從磁盤上選擇CeO2.cif文件Jade全譜擬合精修的相結構參數可以從不同的途徑讀入:PDF卡片檢索——非結構相和結構相；從磁盤上拖入CIF文件——結構相；按住鼠標左鍵將該文件拖入全譜擬合精修界面，一個晶體結構被引入。微結構精修舉例4精修全局參數5.精修相參數微結構精修舉例7.查看精修誤差R%6.修結構參數微結構精修舉例8.查看FWHM，注意選擇好儀器標準曲線和Size&Strain選項顯示FWHM顯示儀器半高寬FWHM類型選擇,峰形寬化類型儀器FWHM曲線物相FWHM曲線微結構精修舉例9.輸出結果:查看并選擇輸出結果項目:ShowOutputOptions。查看并保存RRP文件Phase1[R]:Cerium(IV)Oxide-CeO2Cubic:Fm-3m(225),Z=4,cF12[icsd.cif]CELL:5.48371x5.48371x5.48371<90.0x90.0x90.0>Vol=164.9CrystalliteSize&StrainAnalysis:Cerium(IV)Oxide-CeO2..........XS(?)=533(132),ST(%)=0.342(0.041),LC=0.994FittingConvergedatIteration70,Round4:R=7.59%(E=5.34%,P=18,EPS=0.5)07001：1：CeO2650：WPF：CeO2的晶粒尺寸微結構精修舉例

微結構精修舉例精修前必須用標準樣品測量并計算和保存儀器半高寬曲線。根據衍射譜,可以設計不同的峰形函數，高斯函數，P-7函數和PV函數。設計峰寬函數，擬合出各個衍射峰的峰寬。用標準樣品扣除儀器寬度，得到衍射峰的物理寬度。按謝樂公式、霍爾公式或柯西函數作圖法計算晶粒尺寸與微觀應變。微結構精修的方法總結當樣品只存在晶粒細化時選擇：Sizeonly當樣品只存在微觀應變時選擇：Strainonly當樣品同時存在晶粒細化和微觀應變時選擇：Size&Strain例1：內標法精修晶胞參數在電池正極材料中加入Si作為內標,修正材料的晶胞參數。09004：LiMnO2+Si：WPF：晶胞參數精修（內標法）

晶胞參數精修舉例內標法精修時,固定內標物質Si的晶胞參數不變,以Si的晶胞參數修正儀器的誤差。不允許精修不同物相精修不同的參量

晶胞參數精修舉例內標法精修時,固定內標物質Si的晶胞參數不變,以Si的晶胞參數修正儀器的誤差。不允許精修不同物相精修不同的參量

晶胞參數精修舉例09004：LiMnO2+Si：WPF：晶胞參數精修（內標法）晶胞參數精修舉例將標準物質加入待測樣品中，固定住標準物質的晶胞參數，以此為內標，校正儀器的零點和樣品位移誤差。在精修前，先測標準物質的角度校正曲線，此時可校正儀器零點。樣品位移成為直接精修的變量。如果不用標準樣品校正儀器零點和樣品位移，則二者成為精修變量。晶胞參數是一個可以直接精修的變量。從操作界面直接觀察到結果。以初始的晶體結構為模型，原子位置(x,y,z)，固溶體中的原子占位(n)，包含溫度因子在內的結構因子(B)是可以直接精修的變量。這些參數會影響晶胞參數。晶胞參數精修的方法總結粉末衍射經常做的一種精修是:無法找到實測物相的晶體結構模型。但有相近的模型可以借用。通過修改模型，可以得到實測物質的晶體結構。例:Li-Mn-Co-Ni-O三元電池正極材料的晶體結構精修例：Li-Mn-Co-Ni-O三元電池正極材料是沒有PDF卡片或者CSD卡片的。但有結構相近的LiCoO2的晶體結構模型。通過FindIt軟件保存好LiCoO2的CIF模型;讀入Jade,進行晶胞參數調整,基本吻合晶胞參數;修改原子參數,保存成新的CIF模型;讀入新模型進行占位率精修。09011：1：Ni-Co-Mn三元電池正極材料：333333：WPF：模型修改-WPF操作

晶體結構精修舉例晶體結構精修，經常涉及原子位置、各向同性因子、位置占有率的精修。這些在精修界面直接約束。

晶體結構精修舉例晶體結構精修的方法總結在這個例子中，Ni2+與Li占有相同的位置。將Ni2+的各向同性因子約束與Li的相同。占有率為1-n1。晶體結構精修，經常涉及原子位置、各向同性因子、位置占有率的精修。這些在精修界面直接約束。

晶體結構精修舉例晶體結構精修的方法總結Ni3+與Co,Mn占有相同的位置。將Co,Mn的各向同性因子約束與Ni3+的相同。精修Ni,Co的占有率。晶體結構精修，經常涉及原子位置、各向同性因子、位置占有率的精修。這些在精修界面直接約束。

晶體結構精修舉例晶體結構精修的方法總結精修Ni,Co的占有率。Mn的占位率為1-n3-n4。WPF在實現XRD數據自動處理方面越來越顯示其重要性。在Jade9