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XRD测试结晶度

上期我们介绍运用XRD进行结晶物质与非晶物质的判断,以及在XRD谱图上的巨大差别,(结晶:细而尖的峰;非晶:大包峰)。当一个材料既存在结晶又存在非晶的时候,结晶度就可以对材料的结晶性能进行评估。之前介绍DSC时,可以进行结晶度的测试,但是需要提供样品的标准焓变值。没有标准焓变值参数则无法进行计算,而XRD的计算结晶度则不需要这个参数。本期我们具体一下如何运用XRD测试结晶度。



XRD测试结晶度原理

结晶物质与非晶物质在XRD上会出现不同的峰,因此我们只需要计算在XRD上结晶峰占比,就是样品的结晶度结果。不需要提供其他参数,只需要有XRD的谱图,然后运用相关软件进行相关的拟合处理就可以了。

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案例分析

下面我们通过一个实际例子,观察XRD是怎么得出结晶度结果。如下图所示,图中是一张XRD谱图(使用软件为jade6.5),可以发现样品中含有结晶的尖峰,也有非晶的包峰,通过这样谱图来求取结晶度。

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图1XRD谱图


基线调整

第一步需要进行手动的基线调整,自动基线会把非晶峰去除,需要手动标注一条基线作为面积计算的基准。如图2所示选取规则为尽量贴近各个峰的封底部,为一条直线。调整结束后软件会根据新的基线重新显示校准后的谱图,如下图3:

111701.jpg


分峰拟合

基线调整结束后,因为峰杂乱,而且结晶峰与非晶峰也是混合在一起的,因此我们需要进行分峰拟合,就是运用计算机拟合的方式,用一些列的结晶峰与非晶峰模拟出实际的出峰形状,这样我们就能够区分开2种峰,并进行相关计算。如图4所示为分峰拟合结束后的谱图。

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图4XRD分峰拟合结束

如图4所示,通过操作软件进行多次的挑选,拟合。我们可以看到下面的峰由一个个模拟的结晶峰与非晶峰组成,然后通过计算各种峰的占比,由计算机模拟出一个混合峰形。在上方的一条红色直线可以评估拟合的好与坏,它其实为拟合谱图与实际谱图的差减,因此红色线越平直,说明拟合结果越好,数据越精准。

结晶度数据读取

当拟合完毕后我们通过调取拟合的计算结果,在下方的crystallinity,即结晶度的数结果就能得到结晶度的结果了,则上面的例子中样品的结晶度为33.92%。

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图5根据拟合结果读取结晶度结果

以上便是运用XRD计算材料结晶度的详细方法,后续我们将继续介绍其他XRD应用内容,欢迎大家一起探讨交流~

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创建时间:2025-11-21 14:03
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