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XRD主要技术应用领域

尔迪仪器 2021-11-26 16:22:08 553  浏览
  • 一、物相分析

    根据晶体对X射线的衍射特征-衍射线的位置、强度及数量来鉴定结晶物质之物相的方法,就是X射线物相分析法。一张衍射图谱上衍射线的位置(方向)仅和原子排列周期性有关;衍射线的强度则取决于原子种类、含量、相对位置等性质;衍射线的位置和强度就完整地反映了晶体结构的二个特征,从而成为辨别物相的依据。


    1、定性分析方法

    (1)图谱直接对比法:直接比较待测样品和已知物相的谱图,该法可直观简单的对物相进行鉴定,但相互比较的谱图应在相同的实验条件下获取,该法比较适合于常见相及可推测相的分析。


    (2)数据对比法:将实测数据(2θ、d、I/I1)与标准衍射数据比较,可对物相进行鉴定。


    (3)计算机自动检索鉴定法:建立标准物相衍射数据的数据库(PDF卡片),将样品的实测数据输入计算机,由计算机按相应的程序进行检索,但这种方法还在不断地完善。


    2、定量分析方法

    每种物相的衍射线强度随其相含量的增加而提高,由强度值的计算可确定物相的含量。定量分析可用来确定混合物中某一化合物的含量。


    对于多相样品,当通过定性相分析确定了样品中所存在的物相后,就需要更深入的了解各相的相对百分含量。目前定量方法有:外标法、内标法、标准加入法、RIR值法,其中RIR值法最为简单方便。


    RIR法定量是利用各种纯物质与α三氧化二铝按照重量比1:1混合,测试二者强度的比值K,制作成一个数据库,在日常多组分混合物定量分析时,将K值引入利用计算机拟合计算各物相组分含量。


    需要说明的是此定量结果为半定量,当然在具体样品分析时,可以将ICP-OES、碳硫氧氮等元素分析方法结合起来,提高定量准确性。若样品又含有有机物,也可将FTIR、TGA、GC-MS结合起来进行定量分析。


    测试样品:未知化合物成分分析、某化合物中不同物相定量分析(如二氧化钛中的锐钛矿物相和金红石物相含量)、辅助失效分析、辅助矿物分析、辅助高分子材料定量分析。


    二、精密测定点阵参数


    点阵常数是晶体物质的基本结构参数。点阵常数的测定是通过X射线衍射线的位置(θ)的测定而获得的。

    确定点阵参数的主要方法是多晶X射线衍射法。


    X射线衍射法测定点阵参数是利用精确测得的晶体衍射线峰位2θ角数据,然后根据布拉格定律和点阵参数与晶面间距d值之间的关系式计算点阵参数的值。


    点阵参数精确测定的应用:可用于研究物质的热膨胀系数、固溶体类型及含量、固相溶解度曲线、宏观应力、化学热处理层的分析、过饱和固溶体分解过程等。


    三、宏观应力的测定


    宏观应力的存在使部件内部的晶面间距发生改变,所以可以借助X射线衍射方法来测定材料部件中的应力。

    按照布拉格定律可知:在一定波长辐射发生衍射的条件下,晶面间距的变化导致衍射角的变化,测定衍射角的变化即可算出宏观应变,因而可进一步计算得到应力大小。


    X射线衍射法来测定试样中宏观应力的优点:


    (1)可以测量试样上小面积和极薄层内的宏观应力,如果与剥层方法相结合,还可测量宏观应力在不同深度上的梯度变化;


    (2)不用破坏试样即可测量;           

          

    (3)测量结果可靠性高;


    四、晶粒尺寸大小的测定


    材料中晶粒尺寸小于10nm时,将导致多晶衍射实验的衍射峰显著增宽。故根据衍射峰的增宽可以测定其晶粒尺寸。


    在不考虑晶体点阵畸变的影响条件下,无应力微晶尺寸可以由谢乐(Scherrer)公式计算 :


    D:晶粒尺寸(nm)

    q :衍射角

    b :衍射峰的半高宽,在计算的过程中,需转化为弧度(rad)

    l :单色入射X射线波长

    K :为Scherrer常数


    当B为峰的半高宽时 k=0.89


    当B为峰的积分宽度时 k=0.94


    五、取向分析


    测定单晶取向和多晶的结构(择优取向)。测定硅钢片的取向就是一例。另外,为研究金属的范性形变过程,如孪生、滑移、滑移面的转动等,也与取向的测定有关。


    择优取向度F参数的计算:

    以计算一般的晶面如(hk1)的F因子为例,需计算出与该晶面方向平行的所有晶面的强度之和。


    六、结晶度的测定


    结晶性高聚物中晶体部分所占的百分比叫做结晶度。是一种重要的工艺指标。低分子晶体,由于完全结晶,没有结晶度问题。高分子晶体,由于长的链状结构不易完全整规排列,往往导致非完全结晶。


    两态分明体系的衍射图由两部分简单叠加而成。一部分是晶态产生的衍射峰,另一部分非晶态产生的弥散隆峰。理论上推导得出如下质量的结晶度公式:


    通过软件计算的结晶度为相对结晶度,主要是针对晶态和非晶态差别明显的衍射图进行分析。常见四种结晶状态的XRD图谱:


    (a)结晶完整的晶体,晶粒较大,内部原子的排列比较规则,衍射谱线强、尖锐且对称;(b)非晶样品没有衍射峰;

    (b)结晶不完整的晶体,由于晶粒过于细小,晶体中有缺陷而使衍射峰形宽阔而弥散;

    (d)结晶度越差,衍射能力越弱,峰形越宽。


    七、XRD其他方面的应用

    *对晶体结构不完整性的研究

    包括对层错、位错、原子静态或动态地偏离平衡位置,短程有序,原子偏聚等方面的研究。

    *结构分析

    对新发现的合金相进行测定,确定点阵类型、点阵参数、对称性、原子位置等晶体学数据。

    *液态金属和非晶态金属

    研究非晶态、液态金属结构,如测定近程序参量、配位数等。

    *合金相变

    包括脱溶、有序无序转变、母相新相的晶体学关系等。

    *特殊状态下的分析

    在高温、低温和瞬时的动态分析。

    *此外,小角度散射用于研究电子浓度不均匀区的形状和大小;X射线形貌术用于研究近完整晶体中的缺陷如位错线等。

     

    http://www.verdegroup.cn/


    更多详细资料,可联系上海尔迪仪器科技有限公司,拨打电话021-62211270!021-62211270!

    上海尔迪仪器科技有限公司是一家从事仪器设备销售、技术服务与工艺开发的创新公司,为您提供一站式采购服务。


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XRD主要技术应用领域

一、物相分析

根据晶体对X射线的衍射特征-衍射线的位置、强度及数量来鉴定结晶物质之物相的方法,就是X射线物相分析法。一张衍射图谱上衍射线的位置(方向)仅和原子排列周期性有关;衍射线的强度则取决于原子种类、含量、相对位置等性质;衍射线的位置和强度就完整地反映了晶体结构的二个特征,从而成为辨别物相的依据。


1、定性分析方法

(1)图谱直接对比法:直接比较待测样品和已知物相的谱图,该法可直观简单的对物相进行鉴定,但相互比较的谱图应在相同的实验条件下获取,该法比较适合于常见相及可推测相的分析。


(2)数据对比法:将实测数据(2θ、d、I/I1)与标准衍射数据比较,可对物相进行鉴定。


(3)计算机自动检索鉴定法:建立标准物相衍射数据的数据库(PDF卡片),将样品的实测数据输入计算机,由计算机按相应的程序进行检索,但这种方法还在不断地完善。


2、定量分析方法

每种物相的衍射线强度随其相含量的增加而提高,由强度值的计算可确定物相的含量。定量分析可用来确定混合物中某一化合物的含量。


对于多相样品,当通过定性相分析确定了样品中所存在的物相后,就需要更深入的了解各相的相对百分含量。目前定量方法有:外标法、内标法、标准加入法、RIR值法,其中RIR值法最为简单方便。


RIR法定量是利用各种纯物质与α三氧化二铝按照重量比1:1混合,测试二者强度的比值K,制作成一个数据库,在日常多组分混合物定量分析时,将K值引入利用计算机拟合计算各物相组分含量。


需要说明的是此定量结果为半定量,当然在具体样品分析时,可以将ICP-OES、碳硫氧氮等元素分析方法结合起来,提高定量准确性。若样品又含有有机物,也可将FTIR、TGA、GC-MS结合起来进行定量分析。


测试样品:未知化合物成分分析、某化合物中不同物相定量分析(如二氧化钛中的锐钛矿物相和金红石物相含量)、辅助失效分析、辅助矿物分析、辅助高分子材料定量分析。


二、精密测定点阵参数


点阵常数是晶体物质的基本结构参数。点阵常数的测定是通过X射线衍射线的位置(θ)的测定而获得的。

确定点阵参数的主要方法是多晶X射线衍射法。


X射线衍射法测定点阵参数是利用精确测得的晶体衍射线峰位2θ角数据,然后根据布拉格定律和点阵参数与晶面间距d值之间的关系式计算点阵参数的值。


点阵参数精确测定的应用:可用于研究物质的热膨胀系数、固溶体类型及含量、固相溶解度曲线、宏观应力、化学热处理层的分析、过饱和固溶体分解过程等。


三、宏观应力的测定


宏观应力的存在使部件内部的晶面间距发生改变,所以可以借助X射线衍射方法来测定材料部件中的应力。

按照布拉格定律可知:在一定波长辐射发生衍射的条件下,晶面间距的变化导致衍射角的变化,测定衍射角的变化即可算出宏观应变,因而可进一步计算得到应力大小。


X射线衍射法来测定试样中宏观应力的优点:


(1)可以测量试样上小面积和极薄层内的宏观应力,如果与剥层方法相结合,还可测量宏观应力在不同深度上的梯度变化;


(2)不用破坏试样即可测量;           

      

(3)测量结果可靠性高;


四、晶粒尺寸大小的测定


材料中晶粒尺寸小于10nm时,将导致多晶衍射实验的衍射峰显著增宽。故根据衍射峰的增宽可以测定其晶粒尺寸。


在不考虑晶体点阵畸变的影响条件下,无应力微晶尺寸可以由谢乐(Scherrer)公式计算 :


D:晶粒尺寸(nm)

q :衍射角

b :衍射峰的半高宽,在计算的过程中,需转化为弧度(rad)

l :单色入射X射线波长

K :为Scherrer常数


当B为峰的半高宽时 k=0.89


当B为峰的积分宽度时 k=0.94


五、取向分析


测定单晶取向和多晶的结构(择优取向)。测定硅钢片的取向就是一例。另外,为研究金属的范性形变过程,如孪生、滑移、滑移面的转动等,也与取向的测定有关。


择优取向度F参数的计算:

以计算一般的晶面如(hk1)的F因子为例,需计算出与该晶面方向平行的所有晶面的强度之和。


六、结晶度的测定


结晶性高聚物中晶体部分所占的百分比叫做结晶度。是一种重要的工艺指标。低分子晶体,由于完全结晶,没有结晶度问题。高分子晶体,由于长的链状结构不易完全整规排列,往往导致非完全结晶。


两态分明体系的衍射图由两部分简单叠加而成。一部分是晶态产生的衍射峰,另一部分非晶态产生的弥散隆峰。理论上推导得出如下质量的结晶度公式:


通过软件计算的结晶度为相对结晶度,主要是针对晶态和非晶态差别明显的衍射图进行分析。常见四种结晶状态的XRD图谱:


(a)结晶完整的晶体,晶粒较大,内部原子的排列比较规则,衍射谱线强、尖锐且对称;(b)非晶样品没有衍射峰;

(b)结晶不完整的晶体,由于晶粒过于细小,晶体中有缺陷而使衍射峰形宽阔而弥散;

(d)结晶度越差,衍射能力越弱,峰形越宽。


七、XRD其他方面的应用

*对晶体结构不完整性的研究

包括对层错、位错、原子静态或动态地偏离平衡位置,短程有序,原子偏聚等方面的研究。

*结构分析

对新发现的合金相进行测定,确定点阵类型、点阵参数、对称性、原子位置等晶体学数据。

*液态金属和非晶态金属

研究非晶态、液态金属结构,如测定近程序参量、配位数等。

*合金相变

包括脱溶、有序无序转变、母相新相的晶体学关系等。

*特殊状态下的分析

在高温、低温和瞬时的动态分析。

*此外,小角度散射用于研究电子浓度不均匀区的形状和大小;X射线形貌术用于研究近完整晶体中的缺陷如位错线等。

 

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一、氨基酸分析仪的工作原理

氨基酸分析仪的核心功能是对生物样品中的氨基酸进行定量分析。其工作原理主要基于色谱法和光谱法,通过将样品中的氨基酸与标准氨基酸进行分离、检测和定量。样品首先通过衍生化处理,再通过高效液相色谱(HPLC)或离子交换色谱(IEC)进行分离。在分离完成后,氨基酸会与适当的显色剂反应,产生可测量的光信号,仪器通过检测这些信号的强度来推算氨基酸的含量。


二、氨基酸分析仪的应用领域

食品工业中的应用 在食品工业中,氨基酸分析仪被广泛应用于检测食品的营养成分,尤其是在肉类、乳制品、谷物等食品中氨基酸含量的检测。通过分析食物中必需氨基酸的比例,能够更好地评价食品的营养价值,并为食品配方的优化提供数据支持。


医药和生物技术领域 在医药和生物技术领域,氨基酸分析仪被用于分析生物样本(如血液、尿液等)中的氨基酸含量,帮助诊断代谢紊乱和遗传性疾病。例如,某些代谢性疾病,如苯丙酮尿症(PKU),通过氨基酸分析可以检测患者体内特定氨基酸的异常水平。氨基酸分析仪还被用于蛋白质研究、酶活性研究等,推动了生物制药领域的发展。


农业领域的应用

在农业领域,氨基酸分析仪用于检测作物中的氨基酸含量,帮助研究人员了解不同作物在不同环境条件下的氨基酸变化,进而优化施肥策略和栽培方式,提高农产品的质量。


环境监测领域的应用

随着环保意识的提高,氨基酸分析仪也被应用于环境监测领域。通过分析水体或土壤中的氨基酸成分,研究人员可以评估环境污染对生态系统的影响,并制定相应的环境保护措施。


三、氨基酸分析仪的优势

氨基酸分析仪具有高度精确、重复性好、灵敏度高等优点。通过先进的色谱技术,氨基酸分析仪可以实现对复杂样本的快速分离和检测,确保分析结果的准确性。现代氨基酸分析仪配备了自动化处理系统,操作简单、效率高,显著提高了实验室的工作效率。


四、氨基酸分析仪的未来发展

随着技术的不断进步,氨基酸分析仪的性能和功能也在不断提升。未来,氨基酸分析仪有望在更多新兴领域得到应用,如合成生物学、医疗等。

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赛默飞 XRD EQ3000/350参数、优势及应用领域

EQ3000/3500


高级X-射线衍射仪的ARL EQUINOX 3000和3500配有独特的超大面积实时探测器,可以对全谱进行实时同步采集。这使得其拥有更快的检测速度,也特别适用于原位研究和与结晶/相变相关的实验。


• 可靠且耐用,无活动部件

• 标准大功率衍射平台

• 实时同步数据采集

• 多种样品台与分析模式可选

• 可选配多种光学器件

• 高分辨探测器

 

EQ3000/3500


高度:1913mm

宽度:1200mm

深度:828mm

重量:400~450kg(根据附件选择具体情况而定)

最-大功率:3500W

气体供给:P10混合气

冷却装置:需外接冷却装置

 

应用领域

 

一、物相分析

二、精密测定点阵参数

三、宏观应力的测定

四、晶粒尺寸大小的测定

五、取向分析

六、结晶度的测定


2021-11-16 17:18:17 338 0
拉曼光谱仪的主要应用领域有哪些?

拉曼光谱仪是一种基于光散射效应的分析工具,广泛应用于各个领域,特别是在材料科学、化学分析、生物医药和环境监测等方面。通过对物质的分子振动信息进行分析,拉曼光谱仪能够识别样品的分子结构和化学成分,提供高精度、高灵敏度的非破坏性检测手段。本文将详细探讨拉曼光谱仪的多种应用领域,阐述其在科研与工业生产中的关键作用。


拉曼光谱仪在材料科学中的应用尤为广泛。它能够分析各种材料的分子结构、晶体状态及应力分布。例如,在半导体行业中,拉曼光谱技术可以用于检测材料中的微小缺陷、杂质或应力分布,从而提高产品质量和性能。在碳基材料研究中,如石墨烯和碳纳米管,拉曼光谱同样具有重要作用,它可以快速识别这些材料的层数、缺陷以及杂质,帮助科学家更好地理解这些新兴材料的性质。

在化学分析中,拉曼光谱因其能够提供独特的分子指纹而广受欢迎。与红外光谱相比,拉曼光谱仪不需要对样品进行特别处理,尤其适用于对水基溶液的分析,这在传统红外光谱中是较为困难的。拉曼光谱能够快速、准确地分析各种化学反应中的中间产物和产物。

拉曼光谱技术在生物医药领域的应用也日益广泛。拉曼光谱可以用于识别生物分子,如蛋白质、脂质和核酸等,因此能够对细胞、组织和生物样品进行无标记的化学成分分析。这一技术已被用于癌症检测、药物开发及代谢研究等领域。例如,通过分析癌细胞与正常细胞的拉曼光谱差异,研究人员能够实现早期癌症诊断,为患者提供更及时的。


环境监测是另一个拉曼光谱仪的重要应用领域。随着环境污染问题的日益严重,如何快速、准确地检测环境中的有害物质成为了科研的。拉曼光谱可以实时监测水体、空气和土壤中的污染物,包括有机化合物、重金属离子等,为环境保护提供强有力的技术支持。例如,通过拉曼光谱仪,研究人员可以检测出水体中的微量污染物,如农药残留或工业废水中的有机物,为环境污染治理提供依据。由于拉曼光谱仪的便携性和灵敏度,它还能用于现场检测,极大提高了环境监测的效率和度。


除了以上应用,拉曼光谱技术在文物保护、法医学及食品安全等领域也得到了广泛应用。在文物鉴定和修复中,拉曼光谱能够无损分析文物表面的颜料、涂层等成分,帮助文物工作者确定其年代和保存状况。在法医学中,拉曼光谱可以分析犯罪现场的微量物证,如血液、纤维或毒品残留,为案件侦破提供科学依据。食品安全检测中,拉曼光谱同样能发挥作用,快速检测食品中的添加剂、农药残留等,保障消费者的健康。

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伏安特性综合测试仪是一种重要的电气测试设备,广泛应用于电力、电子、电气工程等领域。它主要用于测量和分析电压与电流的关系,以及电器设备在不同负载情况下的性能表现。随着科技的发展,伏安特性综合测试仪不仅在传统的电力系统中有着重要的应用,在新能源汽车、太阳能光伏系统等新兴行业中也逐渐展现了其独特的价值。本文将介绍伏安特性综合测试仪的供应情况,并探讨其在多个领域的应用前景。

伏安特性综合测试仪的定义与功能

伏安特性综合测试仪主要用于测试电压和电流之间的关系,它可以通过设定不同的负载条件,自动测量电压、电流、功率等参数,并通过图表形式呈现出伏安特性曲线。这种测试仪器不仅能够显示电流与电压的实时变化,还可以根据预设的参数,判断设备的性能是否符合规范要求。伏安特性综合测试仪的主要功能包括电压、电流的精确测量、实时数据采集和曲线绘制等。

在电力系统中,伏安特性测试主要用于变压器、电动机、发电机以及其他电气设备的性能检测。它能帮助工程师评估设备在不同运行状态下的稳定性与效率,从而及时发现设备潜在的问题,确保设备的正常运行。对于电子设备和电池系统,伏安特性测试仪也具有重要作用,能够有效验证电池的充电和放电性能,帮助开发人员优化设计。

伏安特性综合测试仪的市场需求

随着电气和电子技术的不断发展,伏安特性综合测试仪在市场中的需求也日益增长。尤其是在新能源行业,电池、电动汽车、太阳能电池板等设备的广泛应用,使得伏安特性测试仪的需求持续攀升。电动汽车电池的充放电特性需要通过精确的伏安测试来确保其安全性和效率;而太阳能电池板的性能则需要通过伏安特性测试来验证其能量转化效率,确保系统稳定运行。

传统电力行业对于伏安特性综合测试仪的需求依然强劲。电力设备的安全性和可靠性直接关系到电力系统的稳定运行,因此,定期的伏安测试已成为电力行业的常规工作。随着智能电网、分布式能源系统等新兴领域的崛起,伏安特性综合测试仪的应用范围也在不断扩展,市场需求将继续增长。

伏安特性综合测试仪的选择与采购

选择一台合适的伏安特性综合测试仪对于确保测试精度和设备安全至关重要。市场上的测试仪品牌和型号众多,如何选择一款性价比高、性能优异的测试仪,成为采购时的重要考量。测试仪的精度是为关键的指标之一。高精度的测试仪能够更准确地反映设备的工作状态,为用户提供可靠的数据支持。操作的简便性也是需要考虑的重要因素。现代化的测试仪大多配备了图形化界面和自动化功能,能够大大提升工作效率。测试仪的耐用性和售后服务也非常重要,长期使用中,设备的稳定性和厂家提供的服务保障是影响设备使用寿命的关键因素。

伏安特性综合测试仪的应用前景

未来,伏安特性综合测试仪的应用将更加广泛,尤其是在新能源领域。随着新能源汽车的普及以及绿色能源的兴起,伏安特性测试仪将成为各类电气设备性能评估的重要工具。在智能电网建设中,伏安特性测试仪还将扮演更加重要的角色,帮助工程师实时监控电力设备的运行状态,确保电网的安全性和稳定性。随着技术的不断进步,伏安特性综合测试仪的功能和性能也会不断提升,未来市场潜力巨大。

伏安特性综合测试仪作为一种重要的电气测试设备,其应用领域非常广泛,随着科技的发展,需求将不断扩大。在选择测试仪时,用户应综合考虑设备的精度、操作性、耐用性等因素,确保设备能够满足实际需求。

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