進(jìn)口智能型X射線衍射儀應(yīng)用于材料科學(xué)與工程

來源: 發(fā)布時間:2025-07-01

小型臺式多晶XRD衍射儀在殘余應(yīng)力測量方面的行業(yè)應(yīng)用雖受限于其精度和穿透深度,但在多個領(lǐng)域仍能發(fā)揮重要作用,尤其適合快速篩查、質(zhì)量控制和小型樣品分析。

電子與半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)用場景:薄膜/涂層應(yīng)力:半導(dǎo)體器件中金屬薄膜(如Cu、Al)、介電層(SiO?)的應(yīng)力測量。封裝材料:芯片封裝膠粘劑或陶瓷基板的殘余應(yīng)力。優(yōu)勢:臺式XRD可測量微小樣品(如切割后的芯片局部區(qū)域)。非破壞性,避免昂貴器件報廢。注意事項:需使用微區(qū)光束附件(準(zhǔn)直器)提高空間分辨率(~100 μm)。 管道腐蝕產(chǎn)物的即時分析。進(jìn)口智能型X射線衍射儀應(yīng)用于材料科學(xué)與工程

進(jìn)口智能型X射線衍射儀應(yīng)用于材料科學(xué)與工程,衍射儀

小型臺式多晶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,但通過優(yōu)化實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)處理,仍可在多個行業(yè)發(fā)揮重要作用。

新能源材料(鋰電/燃料電池)分析目標(biāo):電極材料(如NCM三元材料)的層狀結(jié)構(gòu)演變與循環(huán)穩(wěn)定性關(guān)聯(lián)。固態(tài)電解質(zhì)(如LLZO)的立方/四方相比例對離子電導(dǎo)率的影響。挑戰(zhàn):弱衍射信號(納米晶或低結(jié)晶度材料)。充放電過程中的動態(tài)相變監(jiān)測。解決方案:原位電池附件:實時監(jiān)測充放電過程中的結(jié)構(gòu)變化(如LiFePO?兩相反應(yīng))。全譜擬合(Rietveld精修):區(qū)分相似結(jié)構(gòu)相(如LiNiO?與LiNi?.?Co?.??Al?.??O?)。案例:通過峰寬分析(Scherrer公式)評估正極材料循環(huán)后的晶粒尺寸變化。 進(jìn)口X射線粉末衍射儀應(yīng)用蛋白質(zhì)晶體學(xué)晶體結(jié)構(gòu)分析鋰電池正極材料退化分析。

進(jìn)口智能型X射線衍射儀應(yīng)用于材料科學(xué)與工程,衍射儀

小型臺式多晶X射線衍射儀(XRD)在超導(dǎo)材料精細(xì)結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用雖面臨挑戰(zhàn)(如弱信號、復(fù)雜相組成),但通過針對性優(yōu)化,仍可為其合成、相純度和結(jié)構(gòu)演化研究提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。

MgB?及其他常規(guī)超導(dǎo)體關(guān)鍵問題:雜質(zhì)相檢測:合成中易生成MgO(衍射峰與MgB?部分重疊)。碳摻雜效應(yīng):C替代B導(dǎo)致晶格收縮(a軸變化)。解決方案:Kα?剝離:軟件去除Kα?峰干擾,提高峰位精度。納米尺度分析:Scherrer公式估算晶粒尺寸(影響磁通釘扎)。(4)新型超導(dǎo)材料探索(如氫化物、拓?fù)涑瑢?dǎo)體)應(yīng)用場景:高壓合成產(chǎn)物:檢測微量超導(dǎo)相(如H?S的立方相)。拓?fù)浣^緣體復(fù)合:Bi?Se?/超導(dǎo)異質(zhì)結(jié)的界面應(yīng)變分析。限制:臺式XRD難以實現(xiàn)高壓原位測試(需金剛石對頂砧附件)。

小型臺式多晶X射線衍射儀(XRD)因其便攜性、快速分析和低維護(hù)成本等特點,在地球化學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力。

環(huán)境地球化學(xué)研究應(yīng)用:污染評估:檢測土壤或沉積物中的重金屬賦存礦物(如方鉛礦、閃鋅礦)或次生相(如鉛礬)。礦山尾礦:分析尾礦中殘留礦物及風(fēng)化產(chǎn)物,評估酸性排水風(fēng)險。優(yōu)勢:快速篩查污染物來源及遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制。

成巖與變質(zhì)作用研究應(yīng)用:通過礦物相變(如文石→方解石、高嶺石→葉蠟石)推斷溫壓條件,適用于低級變質(zhì)或成巖作用研究。局限性:小型XRD分辨率可能限制對微量相或復(fù)雜重疊峰的解析,需結(jié)合其他手段(如SEM-EDS)。

教學(xué)與科普優(yōu)勢:臺式設(shè)備操作簡單,適合高校或科研機(jī)構(gòu)的地球化學(xué)實驗教學(xué),幫助學(xué)生理解礦物-環(huán)境關(guān)聯(lián)性。 監(jiān)控高k介質(zhì)的晶相純度。

進(jìn)口智能型X射線衍射儀應(yīng)用于材料科學(xué)與工程,衍射儀

小型臺式多晶X射線衍射儀(XRD)在考古文物顏料分析中具有獨特優(yōu)勢,能夠無損、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:證實秦代已掌握人工合成紫色顏料技術(shù)

古埃及彩棺分析問題: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 快速鑒定礦石礦物組成。便攜式粉末X射線衍射儀應(yīng)用于石油勘探沉積巖中的礦物相分析

鑒別大氣顆粒物來源。進(jìn)口智能型X射線衍射儀應(yīng)用于材料科學(xué)與工程

XRD在電池材料研究中的應(yīng)用電池材料的電化學(xué)性能與其晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān),XRD在鋰離子電池、鈉離子電池、固態(tài)電池等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用:(1)電極材料的物相分析正極材料:確定LiCoO?、LiFePO?、NMC(LiNi?Mn?Co?O?)的晶體結(jié)構(gòu)及雜質(zhì)相。示例:NMC材料中Ni2?/Ni3?比例影響層狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,XRD可監(jiān)測相純度。負(fù)極材料:分析石墨、硅基材料、金屬氧化物(如TiO?、SnO?)的晶型變化。(2)充放電過程中的結(jié)構(gòu)演變通過原位XRD實時監(jiān)測電極材料在循環(huán)過程中的相變:示例:LiFePO?在充放電過程中經(jīng)歷兩相反應(yīng)(FePO? ? LiFePO?),XRD可跟蹤相轉(zhuǎn)變動力學(xué)。Si負(fù)極在鋰化時形成Li?Si合金,導(dǎo)致體積膨脹,XRD可觀測非晶化過程。(3)固態(tài)電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)表征分析LLZO(Li?La?Zr?O??)、LGPS(Li??GeP?S??)等固態(tài)電解質(zhì)的晶型(立方/四方相)及離子電導(dǎo)率關(guān)聯(lián)。示例:立方相LLZO具有更高的Li?電導(dǎo)率,XRD可優(yōu)化燒結(jié)工藝以獲得純立方相。(4)電池老化與失效分析檢測循環(huán)后電極材料的相分解(如LiMn?O?的Jahn-Teller畸變)。示例:NMC材料在高電壓下可能發(fā)生層狀→尖晶石相變,XRD可揭示衰減機(jī)制。進(jìn)口智能型X射線衍射儀應(yīng)用于材料科學(xué)與工程

標(biāo)簽: 自動 衍射儀