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XRD精修如何判断好坏?

说明:本文华算科技主要介绍了XRD中Rietveld精修的定义、核心评估指标、重要性以及精修质量的评估方法。阐述了R因子

说明:本文华算科技主要介绍了的定义、核心评估指标、重要性以及精修质量的评估方法R因子系列、拟合等评估指标的计算方法和可接受范围,并强调了XRD精修残差图和物理化学合理性RietveldDOI: 10.1039/c7ra10438c

其突破性在于DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2014.04.035

R因子与拟合优度指标

R因子系列

1wp= 1/σi²为统计权重;yiobs为观测强度;yicacl为计算强度。其值越低表明拟合越好,通常认为DOI: 10.1088/1742-6596/733/1/012030

2expN为数据点数,P为精修参数数。Rexp代表基于泊松统计的理论最小拟合误差,反映数据质量本身。

()Rp(残余因子):未加权残差,对低强度区敏感,反映原始残差,计算忽略权重因子。

yi第i步的实测强度;ycalc,i第i步的计算强度。理想值通常比20-30%,但两者趋势应一致。若Rp显著低于DOI: 10.1007/s12613-020-2194-x

拟合优度(GOF或χ²)

1Rexp为基于计数的期望误差。1.0±0.3,若GoF>2表明模型可能系统性偏差,则可能低估误差。需警惕GoF过低的情况,可能源于参数过度约束。

()2GoF本质相同,但更强调统计显著性。χ²≈1.0–1.3表示统计拟合优良;χ²可接受,但>10可能表明模型或数据存在显著问题。

()R(布拉格因子)‍:仅考虑布拉格峰强度的拟合质量,适用于评估结构模型准确性。BraggBraggR,说明背景拟合是主要误差来源。

2DOI: 10.1155/2015/315084

为什么要进行XRD精修?

常规的()精确的结构信息获取:精修能够提供比常规XRD分析精确得多的晶格参数,这对于研究固溶、掺杂、相变等引起的微小晶格变化至关重要。

2DOI: 10.1039/D0NJ06081J

3()微观结构的定量表征:精修可以分离并量化晶粒尺寸和微观应变对衍射峰宽化的贡献,为理解材料的机械性能、催化活性等提供依据。

()构效关系的建立:在电池材料、催化剂、功能陶瓷等领域,通过精修获得的精确结构参数(如锂离子扩散通道的尺寸、键长键角的变化)是建立材料结构–性能关系不可或缺的桥梁。

Rietveld精修的结果图中,平坦无特征:残差线应该像一条围绕零线随机波动的“白噪音”曲线,没有任何系统性的、可识别的形状或模式。

原子占位率:对于单一元素占据的格位,其占位率不应显著偏离1;对于多种元素共享的格位,各元素占位率之和应等于1。DOI: 10.1007/s11664-017-5924-8

DOI: 10.1007/s10854-020-04998-w

SEM-EDX)的结果大致相符。