X射线粉末衍射的新起点—Rietveld全谱拟合

Ｒｉｅｔｖｅｌｄ全谱拟合法及高分辨Ｘ射线粉末衍射实验方法的出现与发展,使Ｘ射线粉末衍射进入了一个新阶段,不但提高了分析结果的质量,并且使从头晶体结构测定成为可能。本文扼要介绍了Ｒｉｅｔｖｅｌｄ全谱拟合法的理论;高分辨高准确的粉末衍射装置,从头晶体结构测定方法及多晶材料结构表征的全谱拟合法（包括作物相定性分析、物相定量分析、晶粒大小及点阵畸变的测定等）     

X射线粉末衍射的新起点——Rietveld全谱拟合

Ｒｉｅｔｖｅｌｄ全谱拟合法及高分辨Ｘ射线粉末衍射实验方法的出现与发展，使Ｘ射线粉末衍射进入了一个新阶段，不但提高了分析结果的质量，并且使从头晶体结构测定成为可能。本文扼要介绍了Ｒｉｅｔｖｅｌｄ全谱拟合法的理论；高分辨高准确的粉末衍射装置，从头晶体结构测定方法及多晶材料结构表征的全谱拟合法（包括作物相定性分析、物相定量分析、晶粒大小及点阵畸变的测定等）     

粉末衍射谱图分解的模拟退火法

将模拟退火法应用于中子和x射线粉末衍射谱图分解研究中. 该方法有两个主要优点：一是 解谱结果不依赖于峰参数初始值的选取，可以任意给定峰参数初始值而不影响收敛性，因而 能克服传统最小二乘拟合法在拟合多峰严重重叠的复杂谱图时遇到的初始解的选取困难；二 是具有寻找全局最优解的能力，可有效解决谱图分解在数学上的多解性问题，这对于因多峰 重叠而可能存在多个局部最优解的谱图分解很有益处. 详细描述了方法的计算步骤，讨论了 有关参数设置，并通过模拟谱和实际谱例子对模拟退火法与传统最小二乘拟合法进行了比较 ，阐明了前者在处理复杂谱图时的独特优越性. 原则上该方法也可应用到与粉末衍射谱类似 能用峰形函数描述的其他实验谱的拟合研究中. 关键词： 谱图分解 模拟退火法 粉末衍射 分峰     

全谱拟合法研究聚丙烯腈基碳纤维形成过程中晶态结构演变

通过全谱拟合法对碳纤维制备过程中不同阶段纤维的XRD谱图进行处理,得到不同阶段纤维的微观结构参数,研究了聚丙烯腈(PAN)基碳纤维制备过程中晶态结构的演变.全谱拟合法基于晶体衍射的严格物理理论,拟合目标为整个衍射谱,并不是个别衍射峰,所得结果具有更高的可信度.研究结果表明:PAN原丝中的高分子链沿纤维轴高度取向,表观晶粒尺寸为6.5 nm左右;经过预氧化处理,纤维中的有序结构遭到破坏,表观晶粒尺寸锐减.纤维中逐渐形成梯形结构并沿纤维轴取向,从而形成新的有序结构;经过碳化处理后,环状梯形结构转变为碳的层状结 关键词： 碳纤维 晶体结构 XRD 全谱拟合法     

iC多型体X射线定量分析的Rietveld方法

鉴于SIC多型体的主要衍射线完全重叠，用常规X射线粉末衍射方法确定SiC陶瓷材料中多型体含量的分布是非常困难的．提出以X射线粉末衍射全谱拟合的Rietveld方法进行SiC多型体定量分析，阐述了原理及方法．对含3C，4H，6H和15R4种多型体衍射数据的定量分析结果表明：Rietveld方法可对SiC材料中常见多型体的定量分析给出准确的结果．还给出了各自的标准偏差，并估计了该方法对各多型体能给出精确结果的最低含量     

基于拉曼光谱的已知混合物组分定量分析方法

利用拉曼光谱进行混合物组分定量分析一直是分析化学领域的一大难题。针对现有的基于机器学习(如支持向量回归机、偏最小二乘)的混合物定量分析方法存在的训练样本难以获得、模型推广性能差的问题,提出了一种基于拉曼光谱谱峰强度最小二乘拟合的已知混合物组分直接定量分析方法。该方法首先采集已知混合物及其各组分的拉曼光谱,利用连续小波变换和惩罚最小二乘法相结合的方法对采集的拉曼光谱进行去噪、基线校正等预处理。通过斜率比较法将预处理后的拉曼光谱分为多个光谱子区间,将各子区间的拉曼光谱看作是多个Voigt函数的线性叠加,并利用levenberg-marquardt-fletcher(LMF)算法求解获得各谱峰的位置、强度、半高宽等表达系数。根据各组分参考光谱的谱峰位置,确定各组分对混合物光谱中每个谱峰的贡献度。依据朗伯-比尔定律中拉曼光谱的谱峰峰强与其所对应的浓度的正比关系,建立超定方程;最后利用最小二乘法拟合该超定方程得到各组分对应的系数,从而获得各组分的体积浓度。利用乙醇、乙腈、丙酮、环己烷、二丙酮醇、丙二酸二乙酯六种组分配置了10种三元混合物(每种三元混合物9个体积浓度比),采集了90组混合物及6种组分的拉曼光谱数据。在混合物及其组分参考光谱测量条件(功率和积分时间)相同情况下,所有组分的相关系数(r)均在0.96以上,均方根误差(RMSE)小于6%,剩余预测偏差(RPD)均大于2.5;在混合物及其组分参考光谱在不同测量条件下,各组分的r均大于0.93,最大RMSE为7.94%, RPD均大于2.0,证明了算法具有良好的准确性和鲁棒性。所提出的方法能够实现对三组分混合物的快速、准确的直接定量分析,为混合物的定量分析提供了一种有效的途径。     

X射线衍射多相谱中某一物相点阵参数的直接求解方法

介绍了一种新的求解点阵参数的方法--不涉及结构的谱峰拟合方法.该方法适用于单一物相或多个物相衍射谱中某一物相点阵参数的直接求解,可以避免外推函数的不同选择而造成的差异,且快速准确.根据此方法编写的应用程序已在实际工作中得到应用.程序中还包括了调整样品表面离轴偏差和零度偏差以提高拟合精确度的功能. 关键词： X射线衍射 谱峰拟合 点阵参数     

SiC多型体X射线定量分析的Rietveld方法

鉴于ＳｉＣ多型体的主要衍射线完全重叠，用常规Ｘ射线粉末衍射方法确定ＳｉＣ陶瓷材料中多型体含量的分布是非常困难的，提出以Ｘ射线粉末衍射全谱拟合的Ｒｉｅｔｖｌｄ方法进行ＳｉＣ多型体定量分析，阐述了原理及方法，对含３Ｃ，４Ｈ，６Ｈ和１５Ｒ４种多型体衍射数据的定量分析结果表明，Ｒｉｅｔｖｅｌｄ方法可对ＳｉＣ材料中常见多型体的定量分析给出准确的结果，还给出了各自的标准偏差，并估计了该方法对各多型体能给出精确     

基于支持向量机回归的LIBS飞灰含碳量定量分析

采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对配制的飞灰样品进行实验分析,应用支持向量机回归(SVR)模型对飞灰的含碳量进行预测。运用网格搜索法分别对径向基(RBF)核函数和多项式函数的结构参数进行寻优,然后分别建立基于内标元素特征光谱、全谱和主要元素特征光谱的SVR模型。研究表明,基于RBF和多项式核函数的SVR模型在理想的结构参数下可以取得相同的分析精度,但RBF能较快地完成模型优化并且不易出现欠拟合的现象。基于内标元素特征光谱的SVR模型的分析精度与内标法相当,基于全谱的SVR模型出现明显的过拟合现象。基于主要元素特征光谱的SVR模型的回归系数为0.986,校正均方根误差为1.79%,预测均方根误差为2.57%,说明该模型可以有效避免欠拟合和过拟合。     

高炉渣非晶态含量的定量分析方法研究

通过X-ray衍射方法对高炉渣中非晶态与晶态的含量进行了定量分析研究。定量分析过程包括标准样品制备、配样与衍射以及数据处理分析。数据处理包括非晶态衍射峰及晶态峰在一定衍射角度内的积分、线性拟合与定量系数确定。提出了X-ray衍射方法所用的高炉渣标准样品的制备方法,包括100％非晶态标样和100％晶态标样。提出了由100％非晶态和100％晶态为标准样品时,高炉渣中非晶态含量的测定方法,适用于非晶态含量较高(>80%)的高炉渣的定量分析。结合数学处理和X-ray衍射结果,可得到原始高炉渣中非晶态含量和晶态含量,以及相应的比例系数,适用于非晶态含量高的高炉渣(>90%)。     

多光谱辐射测温的正交多项式回归方法

对于多光谱辐射测温问题,传统的数据处理方法多为最小二乘法、多元线性回归拟合和逐步回归拟合。这些处理方法自身都存在一定的缺陷,使得拟合结果与物体表面真温之间存在一定的误差。文章在可变发射率模型的基础上,提出了对多光谱辐射测温数据处理的另一种新方法——正交多项式回归方法。文章阐述了正交多项式回归的数学基础,并根据钨表面在不同温度下的光谱发射率数据,分别采用逐步回归方法和正交多项式回归方法,对钨表面的真温进行了模拟。通过拟合结果的对比发现用正交多项式回归方法来处理数据,其原理简单、运算量小,拟合结果与表面真温之间的相对误差也较小。得出的结论是用正交多项式回归方法对多光谱辐射测温的数据进行处理,拟合结果比传统方法误差小、速度快、精度高。     

用XRMF分段多项式回归法定量分析铂钯合金

在Ｘ射线荧光分析中,当工体效应严重时,工作曲线变得很复杂,仅用一条曲线来拟合,误差较大,为此,采用的分段的方法,将工作曲线分成四段,逐段拟合,取得了很好的效果。拟合工作曲线时,所使用的铂钯合金标样,由Ｘ射线微探针（ＸＲＭＦ）测试。此外,我们还用这种方法,分析了标样薄片中元素分布的均匀性水平。     

低能X射线工业CT图像杯状伪影校正

为了去除X射线工业CT图像中的杯状伪影,提高CT图像的识别能力和量化分析精度,提出一种基于分度投影和权函数的射束硬化校正方法。首先分析得出杯状伪影主要是由X射线连续谱穿过被测物体过程中出现的射束硬化所导致。然后扫描阶梯模型,采集不同厚度下的投影数据并求出线衰减系数,通过拟合曲线,得到硬化模型函数和权函数校正模型函数,并确定权函数。接着,扫描被测圆柱形工件,采集不同分度下的投影数据。最后,针对每一个分度投影数据,采用权函数与当前分度投影数据乘积的方法进行硬化校正。对含有杯状伪影的实际CT图像进行了校正实验,结果表明,与多项式拟合法相比,该方法校正后的灰度图像没有放大噪声,且信噪比提高3.29%,有效地消除了杯状伪影,同时较好地保留了图像边界细节。     

高压下Al0.77Mn0.19Yb0.04合金准晶T相形成及结构

 利用静高压（4.2 GPa）熔态（1 300 ℃）淬火（10² ℃/s）方法，对含稀土的铝锰合金Al_0.77Mn_0.19Yb_0.04进行了研究。首次发现了准晶T相得形成。利用选区透射电子衍射技术，对合金中准静态的结构对称性进行了观察和分析。根据X射线和电子衍射对其衍射峰进行了指标化。使用扫描电镜和能谱技术进行了成份分析。     

A hybrid compression method for head-related transfer functions

The paper proposes a hybrid compression method to resolve the storage problem of a large number of head-related transfer functions (HRTFs). First, each HRTF is approximated by a minimum-phase HRTF and an all pass filter whose group delay equals the interaural time delay (ITD). Second, principal component analysis is applied to the entire HRTF set to derive several basis functions, with a weight vector set defining the contribution of the basis functions to each HRTF. Third, the weight set is vector quantized with the designed codebook. At last, the ITD is curved surface fitted with a cosine series bivariate polynomial. As a result, the HRTF can be reconstructed from the basis functions, codebook indexes, and ITD polynomial coefficients. Simulation results reveal that the proposed method may reduce the data size greatly with similar reconstruction precision comparing with the principal component analysis method.     

基于BP神经网络的磁滞回线的曲线拟合

BP神经网络通过调节连接权重可以实现以任意精度逼近非线性函数,利用这一特点可对非线性函数关系进行拟合。本利用BP神经网络对测定磁滞回线实验中的数据进行处理,结果表明该方法处理结果精度高,拟合效果好,计算机处理程序通用。