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。 研究固态电解质界面。进口多晶X射线衍射仪应用燃料电池电解质材料晶体稳定性分析
小型台式多晶X射线衍射仪(XRD)在考古陶瓷鉴定中具有不可替代的作用,能够通过物相分析揭示陶器、瓷器的原料组成、烧制工艺和历史年代信息。
釉料分析典型釉料物相:钙系釉:硅灰石(CaSiO₃,29.5°) + 钙长石(CaAl₂Si₂O₈,27.8°)铅系釉:铅石英(PbSiO₃,28.2°) + 白铅矿(PbCO₃,24.9°)年代特征:唐代三彩釉中锑酸铅(Sb₂O₅·PbO,30.1°)为典型助熔剂
真伪鉴别现代仿品特征:检出工业氧化铝(α-Al₂O₃,35.1°)缺失古代陶器典型风化产物(如次生磷酸盐) 进口多晶X射线衍射仪应用燃料电池电解质材料晶体稳定性分析战地装备腐蚀状况评估。
小型台式多晶XRD衍射仪在残余应力测量方面的行业应用虽受限于其精度和穿透深度,但在多个领域仍能发挥重要作用,尤其适合快速筛查、质量控制和小型样品分析。
制造业(金属加工与机械部件)应用场景:焊接残余应力:检测焊缝及热影响区的应力分布,评估开裂风险(如钢结构、管道焊接)。机械加工应力:车削、磨削等工艺导致的表面应力(如轴承、齿轮)。热处理验证:退火、淬火后应力释放效果评估。优势:快速反馈工艺参数优化(如调整焊接速度或热处理温度)。避免大型设备送样延误,适合生产线旁检测。案例:汽车零部件(曲轴、连杆)的表面强化(喷丸)后应力检测。
X射线衍射仪(XRD)在材料科学与工程中是一种**分析工具,广泛应用于金属、陶瓷及复合材料的研究与开发。其通过分析材料的衍射图谱,提供晶体结构、相组成、应力状态等关键信息
金属材料物相鉴定:确定合金中的相组成(如钢中的奥氏体、马氏体、碳化物等),辅助热处理工艺优化。识别金属间化合物(如Ni₃Al、TiAl)或杂质相。残余应力分析:通过衍射峰偏移计算宏观/微观应力,评估焊接、轧制或喷丸处理后的应力分布。织构分析:测定冷轧或拉伸变形后的择优取向(如铝箔的{111}织构),指导成形工艺。晶粒尺寸与微观应变:通过衍射峰宽化(Scherrer公式或Williamson-Hall法)估算纳米晶金属的晶粒尺寸或位错密度。案例:钛合金中α/β相比例分析,优化其力学性能。 汽车涂层结晶度质量检测。
X射线衍射仪在制药行业中的应用:药物多晶型研究与质量控制
X射线衍射(XRD)技术是制药行业药物研发和质量控制的**分析手段之一。药物活性成分(API)的多晶型现象(同一化合物存在不同晶体结构)直接影响药物的溶解度、稳定性、生物利用度及生产工艺。XRD能够快速、准确地鉴定药物晶型,确保药品质量符合监管要求(如ICH、USP、EP)。
药物多晶型研究(1)多晶型的发现与表征晶型筛选:通过XRD建立晶型库,区分不同晶型(如无水晶型、水合物、溶剂化物)。示例:利托那韦(Ritonavir)因未检测到新晶型(Form II)导致药品失效,损失超2.5亿美元。布洛芬(Ibuprofen)存在多种晶型,其中Form I和Form II的溶解性差异***。结构解析:结合单晶XRD(SCXRD)确定晶胞参数、分子堆积方式(如氢键网络)。 燃料电池电解质相变追踪。进口多晶X射线衍射仪应用燃料电池电解质材料晶体稳定性分析
污染场地重金属结晶相检测(如铬酸铅)。进口多晶X射线衍射仪应用燃料电池电解质材料晶体稳定性分析
X射线衍射在食品与农业中的应用:添加剂安全与土壤改良分析
农业土壤改良研究(1)改良剂作用机理酸性土壤调理:追踪石灰(CaCO₃)→石膏(CaSO₄)的相变过程(pH调节动态)检测羟基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)对Cd²⁺的晶格固定效应盐碱地治理:腐殖酸-石膏复合体的层间距变化(d值从15.4Å→12.8Å)(2)新型改良剂开发生物炭材料:石墨微晶(002)峰半高宽反映热解温度(400℃ vs 700℃工艺优化)负载纳米羟基磷灰石的分散性评估矿物-微生物复合体:蒙脱石(15Å)-芽孢杆菌相互作用层间扩展现象(3)肥料增效技术控释肥料包膜:检测硫包衣尿素中α-S₈向β-S₈的晶型转变(释放速率调控)磷肥有效性:磷矿粉(氟磷灰石)→磷酸二钙的转化率定量(Rietveld精修) 进口多晶X射线衍射仪应用燃料电池电解质材料晶体稳定性分析