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X射線衍射儀XRD技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用

更新時(shí)間:2025-01-03      點(diǎn)擊次數(shù):80
  X射線衍射儀XRD(X-RayDiffraction,簡稱XRD)是一種利用X射線在晶體中的衍射現(xiàn)象來分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法。通過測量和分析材料對X射線的衍射圖譜,可以獲得材料的物相、晶體結(jié)構(gòu)、晶格參數(shù)等重要信息。XRD技術(shù)因其無損、精度高等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、化學(xué)、地質(zhì)學(xué)、生物醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域。
 
  X射線本質(zhì)上是一種電磁波,其波長較短,大約在10^~10^cm之間。當(dāng)一束單色X射線入射到晶體時(shí),由于晶體內(nèi)部原子規(guī)則排列,這些規(guī)則排列的原子間距離與入射X射線波長有相同數(shù)量級,故由不同原子散射的X射線相互干涉,在某些特殊方向上產(chǎn)生強(qiáng)X射線衍射。
 
  布拉格方程是描述X射線衍射現(xiàn)象的基本公式:2dsinθ=nλ。其中,d為晶面間距,θ為衍射角,n為衍射級數(shù),λ為入射X射線的波長。根據(jù)布拉格方程,通過測量衍射角度和已知入射X射線的波長,可以確定晶面間距d,從而進(jìn)一步分析晶體結(jié)構(gòu)。
 
  X射線衍射儀主要由X射線發(fā)生系統(tǒng)、測角及探測系統(tǒng)、記錄和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)三部分組成:
 
  1.X射線發(fā)生系統(tǒng):通常使用X射線管作為X射線源,通過高電壓加速電子撞擊金屬靶材產(chǎn)生X射線。
 
  2.測角及探測系統(tǒng):包括測角儀、探測器等,用于準(zhǔn)確測量衍射角度并獲取衍射信息。測角儀是核心部件,其制作較為復(fù)雜,直接影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精度。
 
  3.記錄和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):負(fù)責(zé)記錄衍射圖譜并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,以獲得所需的晶體結(jié)構(gòu)信息。
 
  X射線衍射儀XRD技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用,包括但不限于以下幾個(gè)方面:
 
  1.材料科學(xué)研究:用于物相分析、晶體結(jié)構(gòu)測定、織構(gòu)分析等。
 
  2.化學(xué)分析:可用于有機(jī)物、無機(jī)物、高分子化合物等物質(zhì)的定性或定量分析。
 
  3.地質(zhì)學(xué):研究礦物結(jié)構(gòu)、巖石組成等。
 
  4.生物醫(yī)藥:用于確定藥物的晶型結(jié)構(gòu),優(yōu)化藥物制劑。
X射線衍射儀XRD

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