Рентгенофазовая идентификация состава поликристаллических материалов: Методические указания к лабораторным работам, страница 5

Для поиска в базе PDF2 карточек фаз-претендентов по химическому элементному составу смеси существуют 3-й указатель – алфавитный. Однако с разработкой  компьютерных информационно-справочных систем он практически не используется.

Программное обеспечение PDF4

Для доступа к информации баз данных PDF4 созданы 2 системы: информационно-справочная система DDView и информационно-поисковая система SIeve (от англ. sieve - решето), являющаяся, по сути, программной надстройкой над 1-й системой. Разница между ними в следующем. Первая в результате поискового запроса выдает только справочную информацию из баз данных PDF4, т.е. список карточек или конкретные карточки, удовлетворяющие запросу. Вторая, кроме этого, может обрабатывать информацию, например, выполнять фазовую идентификацию экспериментальных спектров (хотя многие специализированные программы делают это значительно лучше).  Рассмотрим в качестве примера систему DDView.

Для поиска в базе PDF4 карточек фаз по химическому элементному составу нужно открыть через меню “Elements” окно с периодической таблицей Менделеева, изображенное на рисунке 4. Слева внизу окна установлены кнопки-указатели на тип логической операции, по которой должен строиться поисковый запрос из отмечаемых «мышью» элементов. При этом, используются следующие логические операции: And – логическое «И», Not – логическое «Не», Or – логическое «Или», Only – химическая формула должна состоять из всех отмеченных элементов (т.е. эти элементы связываются операцией «And»), Just – химическая формула должна включать все отмеченные элементы и, возможно, некоторые неотмеченные. В правой части рисунка 4 изображена таблица с результатами поискового запроса:  «Only»  Pd And N And H And O, в столбцах которой указаны тройные номера карточек, признак качества и химическая формула (состоящая только из отмеченных элементов).

 Рисунок 4 - окно с периодической таблицей Менделеева и результат запроса (справа)

Как отмечено выше, в PDF4 можно искать информацию по 68 типам данных. На рисунке 5, например,  слева изображено окно с запросом на поиск карточек «по фамилии автора» и таблица с результатами запроса, а справа  - окно с одной из отобранных по этому запросу карточек с номером PDF # 00-045-0599 (для открытия окна карточки достаточно щелкнуть мышью на ее номере в таблице). В карточке приводится та же информация,  что и в карточке PDF2 на рисунке 3 (здесь позиции линий - в 2Q), но в данном окне предусмотрен ряд кнопок (Crystal, Optical и др.) для выдачи соответствующей дополнительной информации из PDF4.

Рисунок 5 - результаты запросов «по фамилии автора» (слева) и «по номеру карточки» (справа)

Используемое оборудование

1. Набор экспериментальных рентгенограмм поликристаллических веществ, измеренных на дифрактометре с фокусировкой по Брэггу-Брентано.

2. Набор карточек PDF2.

3. Указатели Ханавальда или Финка.

Порядок выполнения работы

1.  Определить вручную состав 1-й смеси фаз по ее дифракционному спектру и набору карточек PDF2, выданных преподавателем.

2.  Определить вручную состав 2-й смеси фаз по заданному дифракционному спектру с помощью указателей Ханавальда или Финка; для фильтрации найденных по указателям фаз-претендентов использовать заданный преподавателем элементный состав смеси и полные эталонные спектры фаз, извлекаемые при необходимости из БД по номерам карточек.

Контрольные вопросы

1.  В чем заключается принцип регистрации рентгенограммы поликристалла на дифрактометре с фокусировкой по Брэггу-Брентано?

2.  С какой  целью выполняется и в чем заключается первичная обработка рентгенограммы?

3.  В чем заключаются принцип и проблемы фазовой идентификация поликристаллических материалов?

4.  Каковы чувствительность и пределы обнаружения метода фазовой идентификация?

5.  Какие данные включены в информационные карточки базы данных PDF2?

6.  Какие данные включены в состав базы данных PDF4?  В чем разница между базами данных PDF2 и PDF4? 

7.  Какое программное обеспечение используется для работы с базой PDF4?

8.  Как методики Ханавальда и Финка применяются для фазовой идентификации? В чем разница между ними?

Лабораторная работа 2

Язык запросов для рентгенофазовой идентификации

Цель работы:  Изучить язык запросов рентгенофазовой идентификации информационно-поисковой системы ИПС РФА;  освоить составление типовых запросов на создание выборок из БД;  применить типовые запросы для идентификации дифракционных спектров, идентифицированных в лабораторной работе 1 с помощью указателей Ханавальда и Финка.

Описание языка запросов

В описанных в лабораторной работе №1 информационных системах доступа к базам данных используется булевская логика, основанная на операциях And, Not, Or.  Рассматриваемая ниже информационно-поисковая система рентгенофазового анализа (ИПС РФА) вместо операций булевской логики использует операторы, основанные на математической теории исчисления предикатов и включающие кванторы ALL - «для всех» и ONE - «существует». Это обеспечивает более высокие поисковые возможности по сравнению с традиционными  поисковыми системами и программами ФИ. 

Базовым элементом ИПС РФА является проблемно-ориентированный язык фазовой идентификации интерпретирующего типа (подобно языку программирования Бэйсик), состоящий из операторов и предназначенный для программирования запросов на ФИ. Программы-запросы позволяют описывать априори известную информацию о возможном фазовом составе в терминах задания допустимых комбинаций химического состава и формировать спектральные критерии соответствия эталонных и экспериментальных спектров для селективного поиска и отбора  адекватных фазовых эталонов.

Конструкции языка ФИ  задаются следующими определениями.