X射線衍射儀(XRD)是一種基于X射線與晶體材料相互作用原理的分析儀器,通過(guò)測(cè)量衍射角與衍射強(qiáng)度,獲得材料的晶體結(jié)構(gòu)、物相組成、晶粒尺寸、應(yīng)力狀態(tài)等信息。
環(huán)境科學(xué):污染物檢測(cè)與土壤修復(fù)監(jiān)測(cè)XRD在環(huán)境監(jiān)測(cè)中發(fā)揮重要作用,可鑒定大氣顆粒物、工業(yè)廢渣、污染土壤中的結(jié)晶相。例如,石棉是一種致*礦物,XRD可快速檢測(cè)建筑材料中的石棉含量。在土壤修復(fù)領(lǐng)域,XRD可監(jiān)測(cè)重金屬(如鉛、鎘)的礦物形態(tài)變化,評(píng)估修復(fù)效果。此外,XRD還可用于研究工業(yè)固廢(如粉煤灰、礦渣)的資源化利用途徑。 分析土壤重金屬賦存形態(tài)。粉末衍射儀應(yīng)用土壤改良分析肥料或土壤改良劑的礦物組成分析
小型臺(tái)式多晶X射線衍射儀(XRD)在考古文物顏料分析中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),能夠無(wú)損、快速地揭示古代顏料物的晶體結(jié)構(gòu)信息,為文物鑒定、年代判斷和工藝研究提供科學(xué)依據(jù)。
兵馬俑顏料鑒定發(fā)現(xiàn):紫**域檢出硅酸銅鋇(BaCuSi?O?),峰位22.3°、27.8°意義:證實(shí)秦代已掌握人工合成紫色顏料技術(shù)
古埃及彩棺分析問(wèn)題:表面綠**域異常褪色XRD結(jié)果:原始顏料:孔雀石(17.5°主峰)風(fēng)化產(chǎn)物:氯銅礦(16.2°)+堿式氯化銅(11.6°)保護(hù)建議:控制環(huán)境濕度<45% RH 便攜式X射線衍射儀應(yīng)用化刑偵物證分析監(jiān)測(cè)3D打印材料相變。
小型臺(tái)式多晶X射線衍射儀(XRD)在考古文物顏料分析中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),能夠無(wú)損、快速地揭示古代顏料物的晶體結(jié)構(gòu)信息,為文物鑒定、年代判斷和工藝研究提供科學(xué)依據(jù)。
白色顏料分析常見物質(zhì):鉛白[2PbCO?·Pb(OH)?]:24.9°、42.4°白堊(CaCO?):29.4°(方解石型)風(fēng)化分析:鉛白→角鉛礦(PbCl?·Pb(OH)?):13.2°、22.7°
設(shè)備特殊配置微區(qū)附件:0.3mm準(zhǔn)直器實(shí)現(xiàn)局部分析三維可調(diào)樣品臺(tái)適配不規(guī)則文物低功率模式:避免高能X射線導(dǎo)致有機(jī)粘合劑降解(3)數(shù)據(jù)分析方法古代顏料特征庫(kù):包含200+種歷史礦物標(biāo)準(zhǔn)譜圖標(biāo)注典型年代和地域特征全譜擬合精修:定量混合顏料比例(如朱砂:鉛丹=7:3)
小型臺(tái)式多晶X射線衍射儀(XRD)在復(fù)雜材料精細(xì)結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用雖然受限于其分辨率和光源強(qiáng)度,但通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理,仍可在多個(gè)行業(yè)發(fā)揮重要作用。
復(fù)雜材料的精細(xì)結(jié)構(gòu)分析需求復(fù)雜材料(如多相混合物、納米材料、非晶-晶態(tài)復(fù)合材料)的結(jié)構(gòu)分析需解決以下問(wèn)題:物相鑒定:多相共存時(shí)的衍射峰重疊。微觀結(jié)構(gòu):晶粒尺寸、微觀應(yīng)變、缺陷(位錯(cuò)、層錯(cuò))。局域有序性:短程有序(如非晶相中的晶疇)。結(jié)構(gòu)演化:相變、應(yīng)力-應(yīng)變響應(yīng)。 配備高靈敏度一維/二維探測(cè)器。
X射線衍射儀(XRD)是一種基于X射線與晶體材料相互作用原理的分析儀器,通過(guò)測(cè)量衍射角與衍射強(qiáng)度,獲得材料的晶體結(jié)構(gòu)、物相組成、晶粒尺寸、應(yīng)力狀態(tài)等信息。
地質(zhì)與礦物學(xué):巖石、土壤及礦產(chǎn)資源的鑒定XRD是地質(zhì)學(xué)和礦物學(xué)研究的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)之一,可用于快速鑒定巖石、土壤、沉積物中的礦物組成。例如,在石油勘探中,XRD分析儲(chǔ)層巖石的黏土礦物(如高嶺石、蒙脫石),評(píng)估儲(chǔ)層滲透性。在礦產(chǎn)資源開發(fā)中,XRD可識(shí)別礦石中的目標(biāo)礦物(如石英、方解石、黃鐵礦),指導(dǎo)選礦工藝。此外,XRD還可用于研究地外物質(zhì)(如隕石、月球樣品)的礦物成分,揭示行星演化歷史。 快速鑒定礦石礦物組成。便攜式便攜X射線衍射儀價(jià)格
研究玻璃文物風(fēng)化層。粉末衍射儀應(yīng)用土壤改良分析肥料或土壤改良劑的礦物組成分析
技術(shù)優(yōu)化策略(1)硬件升級(jí)光源選擇:Cu靶(λ=1.54 ?):適合常規(guī)超導(dǎo)體(如MgB?)。Mo靶(λ=0.71 ?):提高高角度分辨率(對(duì)氧含量敏感參數(shù)更準(zhǔn))。探測(cè)器優(yōu)化:一維高速探測(cè)器(如LYNXEYE-XE)提升信噪比。二維探測(cè)器捕捉各向異性衍射(如織構(gòu)樣品)。(2)樣品制備研磨與過(guò)篩:確保顆粒度<5 μm,減少擇優(yōu)取向。標(biāo)樣校準(zhǔn):用Si或Al?O?標(biāo)樣校正儀器零點(diǎn)誤差。(3)數(shù)據(jù)分析進(jìn)階全譜擬合(Rietveld):精修氧占位參數(shù)(如YBa?Cu?O?-δ的O(4)位)。定量雜質(zhì)相(如YBCO中Y?BaCuO?的占比)。微應(yīng)變分析:Williamson-Hall法分離晶粒尺寸與應(yīng)變貢獻(xiàn)。粉末衍射儀應(yīng)用土壤改良分析肥料或土壤改良劑的礦物組成分析