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结晶结构XRD检测

结晶结构XRD检测

X射线衍射(XRD)检测是一种非破坏性分析技术,用于确定材料的结晶结构。通过测量X射线与晶体相互作用产生的衍射图案,可以获取晶格参数、相组成、晶体尺寸和取向等信息。该技术广泛应用于材料科学、地质学和制药领域,提供精确的结构表征数据。.

检测项目

晶格常数测定:测量晶体单元细胞的几何参数,具体检测参数包括a、b、c轴长度和角度α、β、γ。

相鉴定:识别材料中的 crystalline phases,具体检测参数包括衍射峰位置和强度匹配标准数据库。

晶体尺寸分析:评估晶粒大小,具体检测参数使用Scherrer方程从衍射峰宽计算平均尺寸。

应力测量:测定内部应力状态,具体检测参数通过衍射峰位移分析应力值。

纹理分析:确定晶体取向分布,具体检测参数使用极图或反极图表示取向。

缺陷分析:检测晶体缺陷如位错,具体检测参数通过衍射峰形和背景分析缺陷密度。

晶体结构精修:优化原子位置和占位,具体检测参数使用Rietveld refinement方法计算拟合度。

多晶型鉴定:区分不同 polymorphic forms,具体检测参数基于衍射图案差异和峰位比较。

非晶含量测定:量化非晶相比例,具体检测参数通过衍射背景强度和峰面积计算。

取向分布函数:描述晶体取向的统计分布,具体检测参数使用ODF分析衍射数据。

检测范围

金属材料:包括钢铁和铝合金,用于结构分析和相变研究。

陶瓷材料:如氧化铝和碳化硅,应用于相鉴定和热稳定性评估。

聚合物:例如聚乙烯和聚丙烯,用于结晶度测定和分子取向分析。

药品:活性药物成分,关注多晶型鉴定和稳定性测试。

地质样品:矿物和岩石,用于成分鉴定和成因分析。

纳米材料:纳米颗粒和薄膜,应用于尺寸分析和表面效应研究。

半导体:硅晶圆和化合物半导体,用于缺陷检测和晶体质量评估。

催化剂:沸石和金属氧化物,关注结构表征和活性位点分析。

生物材料:骨骼和牙齿组织,用于矿物相分析和生物矿化研究。

能源材料:电池电极和燃料电池组件,应用于相变和 degradation 分析。

检测标准

ASTM E975:钢中残留奥氏体测定的X射线衍射标准实践。

ISO 20203:铝生产用碳质材料中煅烧石油焦晶粒尺寸的X射线衍射测定。

GB/T 13221:微晶X射线衍射分析方法通则。

GB/T 17359:电子探针和扫描电镜X射线能谱分析方法。

ASTM D5380:涂料中结晶颜料和填料的X射线衍射鉴定方法。

ISO 12677:耐火制品X射线荧光化学分析熔融铸珠法。

ASTM E1426:X射线衍射残余应力测定的标准测试方法。

GB/T 33345:X射线衍射法测定晶体结构参数。

ISO 17974:表面化学分析X射线光电子能谱仪能量标尺校准。

ASTM F2024:聚乙烯材料分子取向的X射线衍射测定。

检测仪器

X射线衍射仪:产生单色X射线并检测衍射图案,用于采集和分析衍射数据。

高分辨率衍射仪:提供精确的角分辨率和峰位测量,适用于精细结构分析和应力计算。

原位X射线衍射系统:允许在可控环境条件下进行检测,用于动态相变和反应过程研究。

微区X射线衍射仪:聚焦X射线束到微米尺度,应用于局部结构分析和异质材料表征。

二维探测器系统:快速采集二维衍射图案,用于纹理分析和晶体取向 mapping。