Jade 处理 XRD 数据并导入 Origin 作图流程
Jade 处理 XRD 数据并导入 Origin 作图流程
本文记录一套用 Jade 软件处理 XRD 数据的常用流程：导入谱图、按元素筛选 PDF 标准卡片、平滑谱线、Search/Match 物相检索、添加标准峰、保存卡片峰位数据，最后把数据导入 Origin 完成绘图。
说明：不同 Jade 版本的按钮位置可能略有差异，但核心菜单和操作逻辑基本一致。文中的 PDF 指的是 XRD 标准卡片数据库 Powder Diffraction File，不是 PDF 文档格式。
1. 准备原始 XRD 数据
开始前先准备好原始 XRD 数据文件。常见格式包括 .raw、.txt、.xy、.dat 等。不同仪器导出的文件列格式可能不同，通常至少需要包含两列：
- 第一列：衍射角
2theta - 第二列：衍射强度
Intensity
如果是文本数据，建议先检查分隔符是否统一，常见分隔符为 tab、空格或英文逗号。文件名尽量使用英文或数字，避免路径中包含特殊符号，减少 Jade 读取失败的概率。
在 Jade 中打开数据后，先确认横坐标范围、峰位和强度是否正常。如果谱图明显错位或强度异常，需要回到原始文件检查单位、列顺序或仪器导出设置。
2. 根据元素筛选 PDF 标准卡片
导入谱图后，先根据样品已知组成缩小检索范围。点击工具栏中的 PDF 按钮，进入 PDF 卡片检索窗口。
在 PDF 检索窗口中选择 Chemistry，然后勾选样品可能包含的元素。例如样品是 ZnO，就至少选择 Zn 和 O。如果样品中可能有掺杂元素或杂相元素，也要一并加入检索条件。
这里不要盲目选择过多元素。元素范围越宽，候选卡片越多，误匹配的可能性也越高。比较稳妥的做法是：
- 先用主元素进行检索。
- 如果主要峰无法解释，再逐步加入可能的杂质元素或掺杂元素。
- 对低含量杂相，不要只凭一两个弱峰下结论，要结合制备体系和其他表征判断。
3. 适度平滑谱线
如果谱线噪声较大，可以点击平滑按钮，对谱线做轻度平滑。
平滑的目的只是降低随机噪声，让峰位识别更稳定，不是为了“做出好看的峰”。如果平滑过强，会导致小峰被抹掉，峰宽和峰高也会失真，后续物相检索和半峰宽分析都会受影响。
建议遵循两个原则：
- 用最小平滑强度，让噪声降低即可。
- 平滑前后对比主要峰位，不能让峰位发生明显偏移。
对于需要做晶粒尺寸、微应变、半峰宽等定量分析的数据，平滑要更加谨慎，必要时保留一份未平滑的原始谱图用于计算。
4. 选择合适的 PDF 卡片
筛选元素后，可以在候选卡片列表中查找目标物相。也可以直接点击元素周期表或元素盘，通过元素组合快速定位可能的 PDF 卡片。
找到候选卡片后，重点看以下信息：
- 物相名称是否符合样品体系。
- 化学式是否与目标产物一致。
- 晶系和空间群是否合理。
- 强峰位置是否与实验谱图主要峰对应。
- PDF 编号是否清楚，便于后续论文或报告引用。
以 ZnO 为例，截图中的标准卡片为 Zincite-syn-PDF#36-1451。这是六方纤锌矿结构 ZnO 的常用标准卡片，主要衍射峰可对应到 (100)、(002)、(101)、(102)、(110)、(103) 等晶面。
5. 添加标准卡片峰到谱图
选中合适的 PDF 卡片后，点击 Apply，把该卡片的标准峰添加到当前谱图中。
添加后，谱图下方或对应位置会出现标准卡片的竖线峰。此时要检查实验峰与标准峰是否匹配：
- 主峰位置是否基本一致。
- 是否存在未被解释的明显峰。
- 是否有标准强峰在实验谱图中完全缺失。
- 样品峰是否整体偏移，偏移可能来自仪器校准、应力、掺杂或晶格变化。
需要注意，峰位匹配只是物相判断的基础。不能只因为某张卡片有几个峰对得上，就直接认定样品中一定存在该物相。
6. 使用 Line-Based Search/Match 辅助检索
如果不确定物相，或者样品可能含有杂相，可以使用 Jade 的 Search/Match 功能。点击 Identify，再选择 Line-Based Search/Match。
Line-Based Search/Match 会根据实验谱图中识别出的峰位，与数据库中的标准卡片进行匹配，并给出候选物相列表。
检索结果不能机械采用排名第一的卡片。建议按下面顺序判断：
- 先看候选物相是否符合样品的化学组成。
- 再看主峰和次强峰是否都能对应。
- 检查是否有明显无法解释的额外峰。
- 对可能的杂相，用低强度峰进一步验证。
- 最后结合合成路线、元素分析、显微结构或其他表征结果确认。
7. 标记主要衍射峰
选中目标 PDF 卡片后，可以在谱图中标记对应峰位。截图中是在右下角位置点击标峰按钮，把标准卡片的峰位标到图中。
标峰时建议只标主要峰，尤其是论文图或汇报图中，不需要把所有弱峰都标出来。标注太密会影响可读性。
常见标注方式有两种：
- 在标准竖线峰上标注晶面指数，例如
(100)、(002)、(101)。 - 在图例或图注中写明标准卡片编号，例如
Zincite-syn, PDF#36-1451。
如果有多相样品，可以用不同颜色或不同高度的标准峰表示不同物相，并在图注中说明每种颜色对应的 PDF 卡片。
8. 查看并确认卡片峰表
在候选卡片窗口中，点击目标卡片后，可以查看该卡片的峰位、相对强度和晶面指数等信息。
这里需要重点确认三类数据：
2theta：标准峰位。I/I0或强度列：标准相对强度。hkl：对应晶面指数。
这些数据后续可以导出到 Origin，用来绘制底部的标准卡片竖线峰。
如果需要进一步看某条峰的详细信息，可以点击对应的 Lines 或峰表区域。
9. 保存 PDF 卡片峰位数据
确认目标卡片无误后，点击保存按钮，把该 PDF 卡片的峰位数据保存下来。
这里保存的是标准卡片的峰表数据，通常包括标准 2theta、相对强度和晶面指数，不是原始 XRD 实验谱图。原始谱图和标准卡片数据最好分开保存，推荐文件结构如下：
1 | project/ |
保存文件名建议写清楚物相和 PDF 编号，例如：
1 | ZnO_PDF36-1451.txt |
这样后续整理数据、重画图或写论文时，不容易混淆不同标准卡片。
10. 导入 Origin 绘图
打开 Origin，把实验 XRD 数据和保存好的标准卡片峰位数据分别导入工作表。
一般可以按下面方式整理：
- 实验谱图：
2theta作为 X 轴，Intensity作为 Y 轴。 - 多个样品：每个样品一列强度，必要时做纵向偏移。
- PDF 卡片：用标准
2theta作为 X 位置，用相对强度作为竖线高度。 - 晶面指数：作为标签列，标注在对应标准峰上方。
绘图时推荐把实验谱图放在上方，标准卡片峰放在下方。这样既能展示样品的实际衍射峰，也能清楚对比标准物相。
11. 出图检查清单
最终出图前建议逐项检查：
- 横坐标是否写为
2θ (degree)或2theta (degree)。 - 纵坐标是否写为
Intensity (a.u.)。 - 图例是否区分不同样品。
- 标准卡片名称和 PDF 编号是否写清楚。
- 晶面指数是否与卡片峰位对应。
- 多条谱线是否做了合理纵向偏移。
- 是否保留了原始数据和 Jade 工程文件，方便追溯。
如果用于论文，图中不要放“祝科研顺利”等无关文字；标准卡片编号、样品名称、坐标轴和图例才是需要保留的信息。
12. 常见问题
只要 Search/Match 排名第一就可以确定物相吗？
不建议。Search/Match 是辅助工具，结果需要结合元素组成、制备条件、主峰匹配程度和杂峰情况综合判断。
平滑后图更好看，能不能多平滑几次？
不建议。过度平滑会改变峰形，可能影响峰位、峰宽和弱峰判断。用于定量分析时尤其要保留原始谱图。
标准峰和实验峰有轻微偏移怎么办？
少量偏移可能来自仪器误差、样品应力、晶格畸变、掺杂或零点校正问题。先确认仪器校准和数据导入无误，再讨论材料本身原因。
PDF 卡片数据导入 Origin 后怎么画竖线？
可以用标准 2theta 作为 X，标准相对强度作为 Y，绘制棒状图或垂线图；也可以用 Origin 的 Stem/Stick 类型图。为了和实验谱图区分，标准峰通常放在底部，并用蓝色或黑色竖线表示。
总结
Jade 处理 XRD 数据的关键不是把按钮点完，而是把“实验峰”和“标准卡片”对应关系判断清楚。推荐流程是：
1 | 导入原始数据 |
只要保留原始数据、记录 PDF 卡片编号，并在 Origin 中规范标注坐标轴、图例和晶面指数，后续写论文、做汇报或复现实验都会清楚很多。