Ask an Expert: 瑞特維爾德方法

大約55年前，荷蘭研究員Hugo Rietveld於1966年在莫斯科舉行的第七屆國際晶體學聯盟（IUCr）大會上提出了一種從粉末衍射數據中精化結構的新方法。這篇名為‘中子粉末衍射峰的線輪廓用於結構精化’的論文於1967年發表在Acta Cryst.期刊上。

瑞特維爾德最初使用來自荷蘭佩滕研究反應堆的中子衍射數據。他的方法在1977年，當該方法也被應用於X射線衍射數據時，才被普遍接受。那一年，IUCr的粉末衍射委員會以第一篇論文的作者命名了該方法。又過了十年，人們才意識到該方法也可以用於定量相分析，從而大大提高了其普及度。

在瑞特維爾德方法中，整個衍射圖案被納入考量，而不僅僅是衍射峰的強度。通過比較測量的和計算的衍射圖案，可以優化晶體結構模型並量化樣品的組成。如今，瑞特維爾德精化（及其衍生方法）被廣泛應用於科學和生產控制中的晶體材料例行定量（例如在水泥或鋼鐵生產中），以及晶體結構的分析。

瑞特維爾德方法的主要優勢

瑞特維爾德方法的一些主要優勢包括：

• 實驗標準與未知物質之間的差異最小化，這對於具有高變異性的礦物樣品的量化非常重要。
• 各個相的晶格參數和反射剖面被精化。
• 由於整個衍射圖而不僅僅是一個或幾個反射被納入評估，定量相分析的準確性提高。
• 包括無定形量的確定。
• 計算顆粒大小。
• 計算化學成分。可與樣品的X射線熒光分析進行比對，以確認兩者結果的可靠性。
• 將其實施到例行過程中（例如在水泥廠的生產控制中）時效果良好。
• 可達成小於1%的量化誤差。

目前可用的結構數據庫包含了大多數常見相，並且可以通過實驗確定的結構數據輕易擴展，例如以CIF或hkl文件形式提供。¹

詢問專家

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參考文獻

1. Emrich, M., Opper, D., XRD for the analyst – Getting acquainted with the principles, Malvern Panalytical 2018, P. 67-68.