红色荧光粉CaAlSiN_(3)∶Eu^(2+)的结构精修和性能

运用高温固相法合成系列掺铕(Eu)的氮化物荧光粉Ca1-xAlSiN_(3)∶xEu^(2+),对所得到的最佳样品Ca_(0.99)AlSiN_(3)∶0.01Eu^(2+)进行系列表征和结构精修.结果表明,样品Ca_(0.99)AlSiN_(3)∶0.01Eu^(2+)的晶粒尺寸为10μm左右,各元素分布均匀,其精修图与实测XRD谱图基本吻合,属于正交晶系结构.该样品的色坐标为(0.645 1, 0.354 5),落在红光区域,色纯度高达100%,相关色温为2 449 K,属于低色温.该荧光粉在298~473 K范围内表现出良好的热稳定性,活化能为0.26 eV,具有广阔的市场前景.

X射线衍射Rietveld精修及其在锂离子电池正极材料中的应用

2022年是X射线衍射(XRD)发现的110周年。XRD Rietveld精修作为材料结构分析的重要手段,在建立材料“构–效”关系方面发挥着重要的作用。正极材料是锂离子电池的重要组成部分,深入理解其晶体结构及原子分布规律有助于推动锂离子电池正极材料的发展。本文简要介绍了XRD Rietveld结构精修及其在锂离子电池正极材料中的应用,围绕几类典型正极材料,重点讨论了Rietveld结构精修在正极材料的合成、退化衰减及结构改性中的应用和研究进展。XRD Rietveld精修可以得到物相比例、晶胞参数、关键原子占比、原子坐标等结构信息,对开发高性能锂离子电池正极材料具有重要的指导意义。最后,本文展望了X射线衍射技术在锂电正极材料结构研究中的机遇与挑战。

采用Rietveld精修,谢乐公式以及Williamson-Hall法分析不同煅烧温度TiO_(2)的晶粒尺寸

二氧化钛(TiO_(2))具有无毒、成本低、光氧化能力强、物理化学稳定性好等特性,目前被认为是最有前途的半导体材料之一。文章采用了简便的水热法合成了TiO_(2)纳米颗粒,并经过不同的煅烧温度处理得到目标样品,采用XRD、TEM等测试及粒径分布统计对样品进行了表征。分析结果表明煅烧温度对TiO_(2)物相的组成、结晶性和晶粒尺寸有重要的影响。同时,比较Rietveld精修、传统的谢乐公式和W-H方法对TiO_(2)的平均晶粒尺寸分析,结果表明这三种方法得到TiO_(2)的晶粒尺寸大小比较符合,且随着煅烧温度的升高而增大。通过TEM进一步验证了随温度的升高,TiO_(2)的晶粒尺寸和形貌也呈规律性变化。

基于Rietveld精修方法解析Sc_(2)O_(3)的原子热振动

分别在26℃、300℃和600℃下,用XRD方法对Sc_(2)O_(3)粉末晶体开展了晶体结构衍射实验。采用RIETAN-2000软件中的Rietveld精修法分析了实验结果,精修了Sc_(2)O_(3)粉末晶体在不同温度下的各晶体结构参数,确定了原子热振动各向同性温度因子B。采用Maximum Entropy Method(MEM)分析技术,得到Sc_(2)O_(3)粉末晶体的3D、2D等高电子密度分布可视化图谱。

浅谈晶体结构分析技术——中子衍射与Rietveld结构精修方法

中子衍射技术是分析研究物质结构的重要手段之一。与X光衍射技术相比,中子衍射技术具有其独特的优势,尤其体现在对物质磁结构分析方面。针对中子衍射技术原理、特点以及对磁结构的分析做重点介绍。此外,针对衍射实验得到的晶体结构衍射图谱,提出合理的Rietveld结构精修手段和方案,从而进一步得到晶体结构相关信息。

NH_4ZnPO_4晶体结构Rietveld法精修

本文详细阐述用X射线粉末衍射及Rietveld法研究NH_4ZnPO_4晶体结构精修的实验方法。通过对85个结构模型参数、样品特性参数和仪器对衍射谱图的影响参数进行精修,进一步说明在精修过程中应注意的问题。该样品为单科晶系,其空间群为:P2_1,Z=4,精修后的晶胞参数为:a=8.7839(13)A,b=5.4432(21)A,c=8.9543(13)A,β=90.318(38)°,v=428.126(14)×10^(-10)m,Dx=2,830g/cm^3,品质因子:F(20)=27,M(20)=39,结构吻合因子:Rp=16.98％,Rwp=21.25％,R_(EXP)=16.18,S=1.3。

Dy掺杂Ca1-xDyxMnO3(x=0,0.02,0.03,0.05,0.10)热电材料的Rietveld精修及高温热电性能研究

本文采用共沉淀法制备Dy掺杂Ca1-xDyxMnO3(x=0,0.02,0.03,0.05,0.10)热电材料,通过X射线衍射对热电材料进行物相结构表征,利用Rietveld粉末衍射全谱拟合方法对X射线衍射数据进行精修得到Dy掺杂Ca1-xDyxMnO3(x=0,0.02,0.03,0.05,0.10)热电材料的精细结构,利用标准四探针法测试高温热电性能。Rietveld精修结果表明,随着Dy掺杂量的增加,CaMnO3样品的晶胞参数及晶胞体积逐渐变大。对应的电阻率测量结果表明,掺杂样品的电阻率随着Dy掺杂量的增加而减小。其中Ca0.9Dy0.1MnO3的室温电阻率最低,为6.7×10^-5Ω·m,是未掺杂CaMnO3的1/6倍。

基于Rietveld精修方法解析Bi_(2)O_(3)的原子热振动

三氧化二铋(Bi_(2)O_(3))是氧离子导电体,为了获得它的原子热振动各向同性温度因子,对该粉末晶体进行X射线衍射实验,建立了晶体结构模型,利用Rietveld精修方法的RIETAN-2000程序对所得实验结果进行了晶体结构精修,通过最大熵方法(MEM)解析得到了粉末晶体的等高电子密度分布三维(3D)和二维(2D)可视化图谱。结果表明,各原子Bi(1)、Bi(2)、O(1)、O(2)和O(3)的原子热振动各向同性温度因子分别为0.004938 nm^(2)、0.004174 nm^(2)、0.007344 nm^(2)、0.007462 nm^(2)、和0.007857 nm^(2),等高电子密度分布的可视化,进一步验证了晶体结构模型和原子位置的准确性,这些参数对研究晶体材料的热性质具有一定参考意义。

Nd^(3+)∶NaGd(MoO_4)_2晶体的生长及XRD-Rietveld结构精修

使用Cz提拉法生长了Nd^(3+)∶Na Gd(MoO_4)_2晶体,利用电感耦合等离子体光谱仪(ICP-AES)测试了晶体中Nd^(3+)的浓度为1.98×1020cm-3,计算了分凝系数为0.84。通过XRD测定了Nd^(3+)∶Na Gd(Mo O_4)_2(x=0.01)的晶体的结构,计算晶胞参数及晶胞体积,并进行Rietveld精修。结果表明:Rietveld拟合分析结果具有很好的一致性,Na Gd(Mo O_4)_2为四方晶系,空间群同为I41/a(88),a=b=0.5243 nm,c=1.1480 nm,V=0.3145 nm3,z=4,ρcalc=5.260,具有Mo O_4四面体及Gd O_8多面体结构,Na和Gd原子位于各自的晶体学位置,Mo-O键长主要在0.1712(2)~0.1856(3)nm之间变化,Gd-O键长主要在0.2328(3)~0.2513(4)nm之间变化。

间硝基苯甲酸/8-羟基喹啉(1/1)共晶体结构解析与Rietveld精修

通过溶液冷却结晶法制备出间硝基苯甲酸/8-羟基喹啉(1/1)共晶体。利用粉末X线衍射技术及傅里叶红外光谱技术采集该共晶体的粉末衍射数据及红外光谱数据。对该共晶体粉末衍射数据进行指标化及晶体结构解析,并参照红外分析结果对该共晶体的晶体结构进行了Rietveld精修,最终测定了间硝基苯甲酸/8-羟基喹啉(1/1)共晶体的晶体结构。该共晶体的一个不对称单元中包含一个间硝基苯甲酸分子(去质子化的)和一个8-羟基喹啉分子(质子化的)。8-羟基喹啉上的酚羟基和芳香N原子与间硝基苯甲酸上的羧基通过O—H…O氢键、N—H…O氢键形成二聚体,沿b轴方向相互平行的二聚体之间存在着π…π堆砌作用。

NaSrB_5O_9:Dy^(3+)荧光粉的XRD-Rietveld结构精修

用高温固相法合成了NaSrB_5O_9:n%Dy^(3+)(n=0.5,0.8,1.0,1.5,2.0)荧光粉,通过XRD表征得出掺杂浓度高于2%时有杂锋出现.对NaSrB5O9:n%Dy3+(1.0%,1.5%,2.0%)荧光粉进行Rietveld结构精修后发现,掺杂后的晶胞体积依次为:699.43(2)3、699.77(2)3、699.55(2)3,与未掺杂的基质晶胞体积V=699.16(2)3相比均变大,掺杂浓度为1.5%时晶胞体积最大,大于1.5%时有减小的趋势.以1.5%为临界浓度算出Dy3+的临界距离为28.当Dy3+浓度大于1.5%时,离子间相互作用增强,发生了能量转移导致发光强度下降.

膨润土的Rietveld相定量分析

膨润土中含有大量的蒙脱石等乱层无序二维层状硅酸盐矿物,乱层无序结构在XRD图中只有00l与hk(hk0)2类衍射峰,标准Rietveld法不能很好地拟合分离此类XRD图。本文将Ufer单层超晶格平面缺陷模型运用到三维Rietveld分析的hk峰形模型中,对膨润土中各组成相的XRD图进行拟合分离,获取每个组成相含量,并用验证样品和天然膨润土矿样验证方法的准确性。结果表明,该方法可以准确拟合分离膨润土中各相叠加的XRD图,并获得膨润土中各组成相的准确含量。对该方法分析结果的不确定度进行了分析评定,在95%置信水平计算出蒙脱石、α-石英、方石英的扩展不确定度分别为0.6%、0.6%、0.5%。

晶种诱导水热合成二硫化钴CoS_2粉体及结构精修

采用水热法,以EDTA作为螯合剂,加入N iSe2作为晶种,在碱性条件下合成CoS2粉体.借助X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对所得产物的晶相组成及形貌进行表征,利用R ietve ld法及M aud程序对样品进行结构精修.R ietve ld精修结果表明,所得样品具有AB2型立方结构,空间群Pa3,晶格常数a=5.5340,并用M aud程序所得精修数据来表征产物晶粒形貌的立体结构.

Rietveld方法在锂镍氧化物电极材料研究中的应用

简要介绍了粉末衍射Rietveld结构精修方法的基本原理,实验数据的收集和应用软件的情况,并将其应用于锂离子蓄电池正极材料锂镍氧化物的研究中。通过理论模拟采用不同原子分数坐标的两种LiNiO2模型的XRD谱图,证明Li-3 a,Ni-3 b模型是正确的;通过结构精修分析不同合成条件下LiNi0.8Co0.2O2电极材料的微结构信息,优化了该材料的合成条件;通过结构精修分析不同掺杂离子含量的LiNi0.8-yTiyCo0.2O2电极材料的微结构信息,揭示了钛离子的掺杂作用机理;通过Rietveld方法多物相定量分析在空气中贮存一年后的LiNiO2电极材料,发现贮存过程中生成了Li2CO3以及Ni2+含量增大,促进了对LiNiO2电极材料贮存后性能下降现象的理解。实验结果表明,Rietveld方法是获取固体电极材料微结构信息的一种强有力工具。

赤泥物相的X射线粉末衍射Rietveld法定量分析研究

赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的固体废渣,从废物利用及环保方面考虑,获得赤泥的相组成及各相的含量对于赤泥的综合利用更具有实际意义。利用X射线粉末衍射技术对平果铝厂提供的赤泥样品进行了分析,并分别采用Rietveld全谱图拟合法和传统的参比法(RIR法)对该赤泥样品进行定量物相分析。Rietveld法作定量物相分析时采用全谱图数据,因此克服了重叠峰带来的影响。研究表明,利用Rietveld方法进行定量相分析获得的结果比RIR法更准确;Rietveld法作定量物相分析得到:该赤泥含有水钙铝榴石、赤铁矿、硫碱钙霞石、钙钛矿、一水硬铝石、绿锥石、方解石、针铁矿和一氧化钛等9种物相,它们的含量分别为42.0%、27.7%、16.5%、6.6%、2.4%、1.8%、1.2%、0.9%和0.8%。

(Bi_(2)O_(3))1-x(Sc_(2)O_(3))x(x=0.01,0.03,0.05)粉末晶体的制备与晶体结构分析

采用固相烧结法制备(Bi_(2)O_(3))1-x(Sc_(2)O_(3))x(x=0.01,0.03,0.05)粉末晶体,在室温下对几种样品分别进行了X射线衍射实验,并用RIETAN-2000程序中的Rietveld解析法以及VEND、PRIMA和VICS程序分别研究了几种样品的晶体结构、等高电子密度(2D和3D)、原子配位数及原子热振动各向同性因子B等.结果表明,(Bi_(2)O_(3))1-x(Sc_(2)O_(3))x(x=0.01,0.03,0.05)的晶胞体积(分别为329.3399A^(3)、329.5016A^(3)、329.3400A^(3))比Bi_(2)O_(3)的晶胞体积(330.3658A^(3))小;(Bi_(2)O_(3))1-x(Sc_(2)O_(3))x(x=0.01,0.03,0.05)晶体的原子热振动各向同性温度因子B((Sc1))、B((Sc2))、B((Bi1))、B((Bi2))、B((O1))、B((O_(2)))、B((O3))的大小分别为0.42883A^(2)、0.54412A^(2)、0.609364A^(2)、0.502542A^(2)、0.4034A^(2)、0.61406A^(2)、0.74259A^(2);0.43052A^(2)、0.52778A^(2)、0.51647A^(2)、0.382431A^(2)、0.320327A^(2)、0.516762A^(2)、0.76875A^(2)和0.42347A^(2)、0.61022A^(2)、0.514476A^(2)、0.302724A^(2)、0.34725A^(2)、0.56175A^(2)、0.72125A^(2).确定了(Bi_(2)O_(3))1-x(Sc_(2)O_(3))x(x=0.01,0.03,0.05)粉末晶体属于单斜晶系,实现了二维和三维等高电子密度分布的可视化,进一步确定了晶体结构和原子位置.

Rietveld定量方法在蒸发岩矿物组分分析中的精确度评价和误差来源

Rietveld物相定量分析(RQPA)方法在地质学中已有大量应用,在蒸发岩定量分析中,对精确度的评价和误差控制是提高分析质量的重要因素。本文对人工配制和野外采集的样品(石膏和钾盐)进行RQPA分析,并与化学分析结果对比,评价其精确度并分析其主要的误差来源。结果表明:人工配制的氯化钠-氯化钾二元物相的绝对误差为0.4%~0.9%;氯化钠-氯化钾-碳酸钙三元物相的绝对误差为0.1%~1.2%;二元物相样品10次分析的标准偏差为0.702%,相对标准偏差为1.74%(氯化钾)和1.17%(氯化钠);野外采集的石膏和钾盐样品的RQPA分析结果与化学分析结果具有很好的一致性。表明RQPA方法在蒸发岩矿物组分定量分析中具有较高的精确度,其误差主要来源于样品性质、样品制备、测试条件和精修过程等。RQPA方法具有减弱择优取向效应、无需纯样以及提高数据利用率等优点,与化学分析技术联用在蒸发岩矿产勘探、储量评价以及工业应用中具有广泛的前景。

热中子粉末衍射轮郭精修程序RIETAN运行环境的设置及使用方法

本文介绍了中子粉末衍射轮廓精修程序ＲＩＥＴＡＮ在微机上的运行环境和使用方法，并以亚稳态化合物Ｎｄ２Ｆｅ２３Ｂ３的精修过程为例，具体说明了输入参数文件和数据文件的编写方法和ＲＩＥＴＡＮ程序运行方法。

X射线Rietveld方法在纳米材料研究领域的应用

纳米材料由于独特的微结构和奇异性能成为当今世界范围内研究与开发的热点。鉴于Rietveld方法在常规固体材料方面广泛而成功的应用,将Rietveld方法引入到纳米研究领域具有重要的意义。简要介绍了Rietveld方法的基本原理及其在纳米材料的晶体结构精修、物相定量分析和微结构分析等方面的应用。

基于Rietveld方法的AlH_(3)晶型定量分析

为高效准确地测定氢化铝产品中各晶型以及非晶的含量,利用X射线粉末衍射技术(XRD),结合Rietveld多相精修方法,通过向样品中掺入已知含量的内标单晶Si,分析指认了两种AlH_(3)产品中存在的晶型。A样品含α-AlH_(3)、α′-AlH_(3)、Al(OH);三种晶型,质量百分数分别为63.09%(±2.33)、9.74%(±0.65)、6.74%(±0.47),非晶含量为20.44%(±2.38);B样含α-AlH_(3)和Al两种晶型,质量百分数分别为24.00%(±0.75)、7.40%(±0.73),非晶含量为68.60%(±1.17)。结果表明,A样α-AlH_(3)含量较高,非晶含量相对较少,说明A样质量较优。相对标准偏差表明,采用Rietveld多相精修方法,对于相含量高的物相定量分析准确度更高。该方法对AlH_(3)中多种杂质晶型和非晶均可实现可靠的绝对定量分析,为评估AlH_(3)产品质量提供了重要参考依据,对未来AlH_(3)的规模化应用具有重要意义。