3.1、MDI Jade物相检索—零基础入门教程

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MDI Jade是一种用于物相检索的软件工具，它是由Materials Data, Inc.（MDI）开发的。物相检索是一种通过比较实验数据与已知物相的特征来确定材料的结构和组成的方法。MDI Jade利用X射线衍射（XRD）数据进行物相检索，通过与已知的物相数据库进行比对，识别和确定样品中存在的物相。它提供了强大的搜索和匹配算法，可以快速准确地识别复杂的物相。此外，MDI Jade还提供了丰富的数据分析和可视化功能，帮助用户更好地理解和解释实验数据。MDI Jade在材料科学、地质学、化学等领域广泛应用，为研究人员提供了一个高效、准确的物相检索工具，促进了材料研究和分析的进展。

MDI Jade物相检索

物相检索也就是“物相定性分析”。它的基本原理是基于以下三条原则：

（1）任何一种物相都有其特征的衍射谱；

（2）任何两种物相的衍射谱不可能完全相同；

（3）多相样品的衍射峰是各物相的机械叠加。

因此，通过实验测量或理论计算， 建立一个“已知物相的卡片库”， 将所测样品的图谱与PDF卡片库中的“标准卡片”一一对照，就能检索出样品中的全部物相。物相检索的步骤包括：

（1）给出检索条件：包括检索子库（有机还是无机、矿物还是金属等等）、样品中可能存在的元素等；

（2）计算机按照给定的检索条件进行检索，将最可能存在的前100种物相列出一个表；

（3）从列表中检定出一定存在的物相。

一般来说， 判断一个相是否存在有三个条件：

（1）标准卡片中的峰位与测量峰的峰位是否匹配，换句话说， 一般情况下标准卡片中出现的峰的位置， 样品谱中必须有相应的峰与之对应， 即使三条强线对应得非常好， 但有另一条较强线位置明显没有出现衍射峰， 也不能确定存在该相， 但是， 当样品存在明显的择优取向时除外， 此时需要另外考虑择优取向问题；

（2）标准卡片的峰强比与样品峰的峰强比要大致相同，但一般情况下， 对于金属块状样品， 由于择优取向存在， 导致峰强比不一致， 因此， 峰强比仅可作参考；

（3）检索出来的物相包含的元素在样品中必须存在，如果检索出一个FeO相， 但样品中根本不可能存在Fe元素，则即使其它条件完全吻合，也不能确定样品中存在该相，此时可考虑样品中存在与FeO晶体结构大体相同的某相。当然，如果你自己也不能确定样品会不会受Fe污染，你就得去做做元素分析再来了。

对于无机材料和粘土矿物， 一般参考“特征峰”来确定物相， 而不要求全部峰的对应， 因为 一种粘土矿物中可能包含的元素也可能不同。

下面介绍 Jade 中物相检索的步骤。

第一轮检索：大海捞针

（1）打开一个图谱，不作任何处理，鼠标右键点击“S/M ”按钮， 打开检索条件设置对话框， 去掉“Use chemistry filter ”选项的对号， 同时选择多种PDF子库， 检索对象选择为主相（S/M Focus on Major Phases）再点击“OK ”按钮， 进入“Search/Match Display ”窗口。

“Search/Match   Display ”窗口分为三块，最上面是全谱显示窗口，可以观察全部PDF卡片的衍射线与测量谱的匹配情况， 中间是放大窗口，可观察局部匹配的细节， 通过右边的按钮可调整放大窗口的显示范围和放大比例，以便观察得更加清楚。窗口的最下面是检索列表， 从上至下列出最可能的100种物相，一般按“FOM ”由小到大的顺序排列， FOM是匹配率的倒数。数值越小，表示匹配性越高。

在这个窗口中，鼠标所指的PDF卡片行显示的标准谱线是蓝色，已选定物相的标准谱线为其它颜色，会自动更换颜色，以保证当前所指物相谱线的颜色一定为蓝色。

在列表右边的按钮中， 上下双向箭头用来调整标准线的高度， 左右双向箭头则可调整标准线的左右位置， 这个功能在固溶体合金的物相分析中很有用， 因为固溶体的晶胞参数与标准卡片的谱线对比总有偏移（固为固溶原子的半径与溶质原子半径不同，造成晶格畸变）。

物相检定完成，关闭这个窗口返回到主窗口中。使用这种方式， 一般可检测出主要的物相。

第二轮：限定条件的检索

限定条件主要是限定样品中存在的“元素”或化学成分， 在“Use chemistry filter”选项前加上对号，进入到一个元素周期表对话框。

将样品中可能存在的元素全部输入， 点击“OK ”，返回到前一对话框界面， 此时可选择检索对象为次要相或微量相（S/M Focus on Minor Phases 或 S/M Focus on Trace Phases）。其它下面的操作就完全相同了。

此步骤一般能将剩余相都检索出来。如果检索尚未全部完成， 即还有多余的衍射线未检定出相应的相来， 可逐步减少元素个数， 重复上面的步骤， 或按某些元素的组合， 尝试一些化合物的存在。如某样品中可能存在Al,Sn,O,Ag等元素， 可尝是否存在Sn-O化合物， 此时元素限定为Sn和O，暂时去掉其它元素。

在化学元素选定时， 有三种选择， 即“不可能 ”、“可能”和“一定存在 ”。“不可能”就是不存在，也就是不选该元素。 “可能”就是被检索的物相中可能存在该元素，也可以不存在该

元素，如选择了三个元素“Li 、Mn 、O”三种元素都为“可能”，则在这三种元素的任意组合中去检索。 “一定存在”表示了被检索的物相中一定存在该元素，如选定了“Fe”为“一 定存在”，而“O ”为可能，则检索对象为“Fe ”和铁的全部氧化物相。“可能”的标记为蓝色，“一定存在”的标记为绿色。

有些情况下，虽然材料中不含非金属元素 O 、Cl等元素，但由于样品制备过程中可能被氧化或氯化，在多种尝试后尚不能确定物相的情况下，应当考虑加入这些元素，尝试金属盐、

酸、碱的存在。

第三轮：单峰搜索

如果经过前两轮尚有不能检出的物相存在，也就是有个别的小峰未被检索出物相来，那么， 此时最有可能成功的就是单峰搜索。

在教材上有“三强线 ”检索法，这里使用单峰搜索，即指定一个未被检索出的峰，在 PDF卡片库中搜索在此处出现衍射峰的物相列表，然后从列表中检出物相。

方法如下： 在主窗口中选择“计算峰面积 ”按钮， 在峰下划出一条底线， 该峰被指定， 鼠标 右键点击“S/M ”，此时，检索对象变为灰色不可调（Jade   5中显示为“Painted   Peaks ”）。

此时，你可以限定元素或不限定元素，软件会列出在此峰位置出现衍射峰的标准卡片列表。 其它操作则无别样。

通过以上三轮搜索， 99.9%的样品都能检索出全部物相。应当指出， 正确地全面地检索物相不但需要熟练地掌握Jade物相检索的方法和技巧， 而且， 更重要的是需要研究课题方面的专业知识。除此以外，还要不厌其烦地反复尝试各种可能。 在物相检索不能完成时，不应当责怪软件的无能，应当先去查阅相关的文献。另外，虽然 PDF 卡片每年都有更新， 目前已超过140000张卡片， 但并不是每个物相都一定能从卡片库中找到。这时应当考虑是否有新的物相产生，或者是检索中存在错误的确认。

物相检索结果的输出物相检索结果包含的内容可以很多，也可以很少。如果只是想调查有哪些相， 保存一张图片就可以了。检索完成后， 鼠标右键点击常用工具栏中的“打印机”按钮， 转到“打印预览”窗口， 可保存/复制/打印/编辑检索结果。

如果需要每个峰的角度、 强度、 半高宽、 对应的物相等数据， 则可以通过菜单“Report”来查看、保存和打印。Jade提供一个“相鉴定报告”。选择菜单“Report-Phase ID Report ”，就能显示和编辑这个报告。

这个报告可同时包括其它报告， 报告内容偏长， 而且不能保存为文本文件。建议通过其它报告来替代。

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