X射线衍射仪(XRD)是一种基于X射线与晶体材料相互作用原理的分析仪器,通过测量衍射角与衍射强度,获得材料的晶体结构、物相组成、晶粒尺寸、应力状态等信息。
考古与文化遗产保护:文物材料鉴定与工艺研究在考古和文物保护中,XRD可无损分析陶瓷、颜料、金属文物等的成分和制作工艺。例如,通过分析古代陶瓷的矿物组成,可推断其烧制温度和原料来源。在壁画保护中,XRD可鉴定颜料成分(如朱砂、孔雀石),指导修复方案。此外,XRD还可用于鉴别文物的真伪,如通过分析青铜器的腐蚀产物判断其年代。 快速鉴定矿石矿物组成。定性粉末X射线衍射仪应用于陶瓷材料物相分析
X射线衍射在能源行业中的应用:核燃料与燃料电池材料研究
核燃料材料研究(1)核燃料芯体表征铀/钚氧化物燃料:定量分析UO₂/PuO₂固溶体的晶格参数变化(如(U,Pu)O₂的萤石结构收缩率)检测辐照损伤导致的缺陷簇(衍射峰宽化分析)新型燃料体系:UN(氮化铀)与UC(碳化铀)的相纯度控制(避免U₂N₃杂质相)事故容错燃料(ATF)中SiC包覆层的结晶质量评估(2)辐照效应研究原位辐照实验:同步辐射XRD实时监测UO₂晶格肿胀(中子辐照模拟装置联用)裂变产物相鉴定(如Mo-Ru-Pd合金相的析出行为)辐照后检验(PIE):乏燃料中次生相的鉴别(如BaMoO₄、Cs₂UO₄)(3)核废料处理材料陶瓷固化体:验证钚玻璃固化体的非晶态程度(如硼硅酸盐玻璃的短程有序结构)检测Synroc(钛酸盐陶瓷)中ZrTiO₄等稳定相的生成地质储存研究:分析膨润土缓冲材料(蒙脱石)在辐射下的层间收缩 小型台式智能型X射线衍射仪应用超导材料精细结构分析研究III-V族化合物缺陷。
小型台式多晶X射线衍射仪(XRD)在超导材料精细结构分析中的应用虽面临挑战(如弱信号、复杂相组成),但通过针对性优化,仍可为其合成、相纯度和结构演化研究提供关键数据支持。
铁基超导体(如1111型、122型)关键问题:层间堆垛有序性:如SmFeAsO₁₋xFx中As-Fe-As键角与Tc关系。掺杂效应:F⁻或Co²⁺取代对晶格的影响。台式XRD方案:Rietveld精修:精修晶胞参数与原子占位度(需高信噪比数据)。低温附件:研究超导转变附近的结构畸变(如10-100 K)。挑战:弱超晶格峰(如Fe空位有序)可能被噪声掩盖。
X射线衍射在考古与文化遗产保护中的应用:文物材料鉴定与工艺研究
古代工艺技术***(1)烧制工艺重建陶器烧成温度推定:高岭石→偏高岭石→莫来石的转变序列(新石器时代陶器约800-1000℃)。原始瓷釉析晶:钙长石(CaAl₂Si₂O₈)晶体证实商代草木灰釉技术。(2)冶金技术研究青铜范铸vs.失蜡法:枝晶偏析相的XRD半定量分析(西周青铜爵的Cu₆Sn₅含量梯度)。钢铁热处理:检测汉代环首刀中的残余奥氏体(淬火工艺证据)。(3)有机-无机复合材料骨器/象牙处理:羟基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)晶粒尺寸反映脱脂工艺。漆器填料:汉代漆盒中石英(SiO₂)与方解石(CaCO₃)填料比例分析。 研究钙钛矿太阳能电池结构。
X射线衍射仪(XRD)是一种基于X射线与晶体材料相互作用原理的分析仪器,通过测量衍射角与衍射强度,获得材料的晶体结构、物相组成、晶粒尺寸、应力状态等信息。
制药行业:药物多晶型研究与质量控制在制药领域,药物的晶型直接影响其溶解度、稳定性和生物利用度。XRD可精确区分同一药物的不同晶型(如阿司匹林的多晶型),确保药物研发符合法规要求。此外,XRD用于原料药和制剂的质量控制,检测晶型纯度,防止无效或有害晶型的混入。近年来,原位XRD技术还被用于研究药物在温度、湿度变化下的晶型转变,优化制剂工艺。 采用高稳定性X射线管,寿命达20,000小时以上。小型台式智能型X射线衍射仪品牌
评估固废资源化可行性。定性粉末X射线衍射仪应用于陶瓷材料物相分析
小型台式多晶X射线衍射仪(XRD)在超导材料精细结构分析中的应用虽面临挑战(如弱信号、复杂相组成),但通过针对性优化,仍可为其合成、相纯度和结构演化研究提供关键数据支持。
MgB₂及其他常规超导体关键问题:杂质相检测:合成中易生成MgO(衍射峰与MgB₂部分重叠)。碳掺杂效应:C替代B导致晶格收缩(a轴变化)。解决方案:Kα₂剥离:软件去除Kα₂峰干扰,提高峰位精度。纳米尺度分析:Scherrer公式估算晶粒尺寸(影响磁通钉扎)。(4)新型超导材料探索(如氢化物、拓扑超导体)应用场景:高压合成产物:检测微量超导相(如H₃S的立方相)。拓扑绝缘体复合:Bi₂Se₃/超导异质结的界面应变分析。限制:台式XRD难以实现高压原位测试(需金刚石对顶砧附件)。 定性粉末X射线衍射仪应用于陶瓷材料物相分析