一种X衍射法计算石英结晶度指数的改进方法及应用技术

本发明专利技术属于石英结晶度衍射谱图像处理技术领域，公开了一种X衍射法计算石英结晶度指数的改进方法及应用。该方法利用确定的石英五指峰第四峰峰顶到与X衍射对应衍射线的交点的直线距离，以及第四峰峰顶到X衍射对应衍射线的交点的衍射线长度，计算石英结晶度指数；利用获得的石英结晶度指数表征石英X衍射谱图中出现的五指峰的第五个峰的完整程度。本发明专利技术的方法既可以满足表征石英结晶度的要求，同时不受人为因素影响，计算结果稳定性高，另一个优势是不受样品中石英结晶度本身高低的影响。势是不受样品中石英结晶度本身高低的影响。势是不受样品中石英结晶度本身高低的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种X衍射法计算石英结晶度指数的改进方法及应用


[0001]本专利技术属于石英结晶度衍射谱图像处理
，公开了一种X衍射法计算石英结晶度指数的改进方法及应用。

技术介绍

[0002]石英结晶度指数(QCI)的计算方法有：红外光谱法、X衍射分析法和差热分析法。其中X衍射分析法最为常用，其方法为借助X衍射分析中67
°
～69
°
/2θ之间出现的石英五指峰的67.74
°
/2θ波峰强度(b)和67.85
°
/2θ波谷强度(I)来计算(图2A
‑
图2B)。计算公式通常如下：QCI＝F*a/b，其中F为比例因子或校正因子，通常使用人工石英(其结晶度定义为10)进行校准；a为波峰强度b与波谷强度I的差值。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：在读取波峰和波谷两个强度值之前要进行背景值的扣除，而扣除背景值则需要一条“平滑的背景线”，但是前人在研究中并没有给出所谓的“平滑的背景线”的准确定义。如图2
‑
图3所示，标号为1～5的这5条背景线都可以用来扣除背景值，因此同一个样品就会得到多个不同的结晶度值。关键在于前人的方法首先需要人工石英来确定“F”值。人工石英样品的X衍射线首先就要扣除背景值，这导致“F”值自身因为“平滑的背景线”的选择就会有很大的差异。以图2中的4种背景值扣除法为例，使得同一样品计算得到的QCI值有很大的差别(图4)。“F”值越大，则计算得到的QCI值越大(图4)。此外，除了人工石英样品的X衍射线要扣除背景值以确定“F”值之外，实际样品的X衍射线也要扣除背景值，然后在读取参数进行结晶度指数的计算。这就导致对每一个样品的石英结晶度的计算过程中，都会有两次扣除背景值引起的人为误差的叠加，导致结果偏差更大。

技术实现思路

[0004]为克服相关技术中存在的问题，本专利技术公开实施例提供了一种X衍射法计算石英结晶度指数的改进方法及应用。
[0005]所述技术方案如下：一种X衍射法计算石英结晶度指数的改进方法。包括：利用确定的X衍射图谱中石英五指峰第四峰峰顶到与X衍射对应衍射线的交点的直线距离，以及第四峰峰顶到X衍射对应衍射线的交点的衍射线图谱长度，利用石英结晶度指数公式计算石英结晶度指数，进而表征第五峰的完整程度。
[0006]在一个实施例中，计算石英结晶度指数公式为：
[0007]QCIF＝L/D
‑1[0008]式中，QCIF为石英结晶度指数；L为第四峰68.32
°
/2θ处峰顶与X衍射68.6
°
/2θ处对应衍射线的交点的X衍射线图谱长度；
[0009]D为第四峰68.32
°
/2θ处峰顶与X衍射处68.6
°
/2θ对应衍射图谱线的交点的直线距离。
[0010]在一个实施例中，表征第五峰的完整程度中不扣除背景值表达石英五指峰第五峰
的完整程度。
[0011]在一个实施例中，确定的石英五指峰第四峰峰顶到与X衍射对应衍射线的交点的直线距离，以及第四峰峰顶到X衍射对应衍射线交点的衍射线长度前需进行：
[0012]将X衍射数据导入平滑处理软件，并进行平滑处理；
[0013]在X衍射谱图上标注第四峰68.32
°
/2θ处峰顶和X衍射处68.6
°
/2θ对应衍射线的交点；
[0014]导出X衍射谱图，并导入位置信息处理功能的软件，进行X衍射谱图图像处理。
[0015]本专利技术的另一目的在于提供一种利用所述X衍射法计算石英结晶度指数的改进方法在制备雷达中确定石英砂生产工艺上的应用。
[0016]本专利技术的另一目的在于提供一种利用所述X衍射法计算石英结晶度指数的改进方法在制备导航设备中确定石英砂生产工艺上的应用。
[0017]本专利技术的另一目的在于提供一种所述X衍射法计算石英结晶度指数的改进方法在制备遥控电子设备中确定石英砂生产工艺上的应用。
[0018]本专利技术的另一目的在于提供一种利用所述X衍射法计算石英结晶度指数的改进方法在制备电讯设备中确定石英砂生产工艺上的应用。
[0019]结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：虽然同样是利用了石英X衍射图谱，新方法采用的是表征峰形完整程度的方法，而不是利用衍射强度，从而避免了扣除X衍射背景值这一操作。新方法使用过程中的每个步骤都不会产生人为操作误差。新方法使得石英结晶度指数表征更加准确，可以拓展这一参数在地学领域的适用范围，比如可以更好的研究储层成岩作用、评价非常规储层可压裂性，更精确的区分不同成因的自生石英等。
[0020]与原有的方法相比，新方法首先同样可以达到表征石英结晶度的要求。从图6可以看出，不管“F”值如何，新方法提出的表征参数QCIF始终与原方法表征参数QCI呈现正相关性。其次，新方法无需进行X衍射谱图背景值扣除这一操作，从而避免了背景值扣除过程中人为误差的影响，使得计算结果更加的准确，且稳定性更高。如图6所示，本专利技术选取了结晶度指数相差较大的5个样品，按照新旧两种方法流程分别进行了多次的参数读取和计算，发现新方法得到的表征参数(QCIF)的标准方差更低，这表明新方法测算结果稳定性更高，不容易收到认为误差的影响。最后，可以看到原有方法表征参数的标准方差与样品结晶度指数呈反比，这表明石英结晶度越低的样品，原有方法得到的表征参数(QCI)稳定性越差，误差将会更大。新方法既可以满足表征石英结晶度的要求，同时不受人为因素影响，计算结果稳定性高，另一个优势是不受样品中石英结晶度本身高低的影响。
[0021]本专利技术采用石英X衍射谱图中出现的五指峰的第五个峰的完整程度来表征石英结晶度指数，避免了使用五指峰的衍射强度，进而避免使用所谓的“平滑的背景线”来扣除背景值；
[0022]本专利技术具体表征方法用到石英五指峰第四峰(68.32
°
/2θ)峰顶(点A)到与X衍射68.6
°
/2θ对应衍射线的交点(点B)的直线距离(D)、第四峰(68.32
°
/2θ)峰顶(点A)到与该交点(点B)的衍射线长度，从而可以很好的表征第五峰的弯曲发育程度；本专利技术将Jade软件与具有位置信息处理能力的软件(例如GeoMap软件)相结合，对X衍射谱图进行图像处理，避免了原有方法中扣除背景值这一操作流程，极大提高了表征参数准确性和稳定程度。本专利技术
解决了使用X衍射方法计算石英结晶度过程中，采用所谓的“平滑的背景线”扣除背景值，而带来的人为误差。
附图说明
[0023]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理；
[0024]图1是本专利技术实施例提供的X衍射法计算石英结晶度指数的改进方法流程图；
[0025]图2是本专利技术实施例提供的现有技术中两种计算方法原理中人工石英QCI＝10示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X衍射法计算石英结晶度指数的改进方法，其特征在于，该方法利用X衍射图谱中石英五指峰第四峰峰顶到与X衍射对应衍射线的交点的直线距离，以及第四峰峰顶到X衍射对应衍射线的交点的衍射线图谱长度，利用石英结晶度指数公式计算石英结晶度指数，进而表征第五峰的完整程度。2.根据权利要求1所述的X衍射法计算石英结晶度指数的改进方法，其特征在于，计算石英结晶度指数公式为：QCIF＝L/D
‑
1式中，QCIF为石英结晶度指数；L为第四峰68.32
°
/2θ处峰顶与X衍射68.6
°
/2θ处对应衍射线的交点的X衍射线图谱长度；D为第四峰68.32
°
/2θ处峰顶与X衍射处68.6
°
/2θ对应衍射图谱线的交点的直线距离。3.根据权利要求1所述的X衍射法计算石英结晶度指数的改进方法，其特征在于，表征第五峰的完整程度中不扣除背景值表达石英五指峰第五峰的完整程度。4.根据权利要求1所述的X衍射法计算石英结晶度指数的改进方法，其特征在于，确定的石英五指峰第四峰峰顶到与X衍射对应衍射线的交点的直线距离，以及第四峰峰顶到X衍射对应衍射线交点的衍射线长度前需进行：将X衍射数据导入平滑处理软件，并进行平滑处理。5.根据权利要求1所述的X衍射法计算石英结晶度指数的改进方法，其特征在于，确定的石英五指峰第四峰峰顶到...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国恒，刘可禹，赵建华，郭宗广，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：