肉眼仅可观测材料表观形貌,难以直接获取内部物相组成、晶体结构等微观特征,但材料的本征性能由微观组织结构所决定。X 射线衍射仪(XRD)是解析微观晶体结构的核心表征手段,可精准解析晶体微观信息,为材料基础研究和工业质量检测提供关键支撑。在航空航天、新能源、生物医药、金属及建筑材料等领域,晶体材料的开发、质量管控与性能迭代,均需均依托X 射线衍射仪实现高精度表征与数据支撑。
01 硬核原理
X 射线属于短波长电磁波,具有一定穿透特性。晶体内部原子呈周期性有序排布,其晶面间距与 X 射线波长处于同一数量级,因此晶体可视为天然三维衍射光栅。X 射线入射晶体后受原子散射,在特定空间方向产生相长干涉并形成衍射峰,其余方向则发生相消干涉,衍射信号相互抵消。不同晶体的原子空间构型存在唯一性,具有类似指纹的特征,故衍射图谱被称作物相识别的 “指纹谱”。通过采集衍射角与衍射强度,能够计算晶面间距、晶体取向、物相组成等核心结构参数。
它无需样品复杂预处理、无损检测,可精准输出四大核心数据:
l 物相组成:材料由哪些物质构成,定性分析。
l 物相含量:各成分的具体占比,定量分析。
l 微观结构:晶粒尺寸、晶格畸变。
l 应力与取向:材料表面残余应力、晶体织构。
02 全域应用
l 新材料研发
材料性能的提升本质上在于微观晶体结构的精准调控。借助 XRD 技术可实现材料物相的定性与定量分析,通过解析衍射图谱获取晶体结构、相变行为、织构特征等关键信息,进而指导制备工艺优化,为锂电池材料、催化材料、纳米薄膜等新材料研发工作提供数据支撑。
l 生物医药
药物晶型会影响药效、溶解性和储存稳定性。XRD 是药物晶型检测的权威手段,可对原料药、制剂做晶型定性定量分析,监控存储期间晶型改变,保障用药安全。
l 地质矿产
岩石、矿石、土壤组分繁杂,传统检测效率低。XRD 可以快速完成矿物物相鉴定与定量分析,服务地质勘探、矿产开发、土壤检测以及提纯工艺优化。
l 建材与化工
陶瓷、水泥、耐火材料、高分子材料的品质和晶体结构密切相关。XRD 主要用于物相鉴定与结构表征,支撑配方优化与耐久性机理研究,为无机功能化工材料研发、生产质控及失效分析提供结构数据支撑。
03设备型号及配置
大连理工大学宁波研究院公共检测服务平台现配备日本理学SmartLab原位X射线衍射仪。设备可开展物相定性定量分析,晶粒尺寸、晶胞参数、表面应力、极图测量等检测项目,目前已全面对外开放,可为院内外各单位提供专业检测服务。
04 送样要求
块体样品:厚度<10mm,直径<20mm;
粉末样品:颗粒度≤50μm,重量>0.5g。
05 联系我们
固话:0574-27969861
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