本文目录一览:
- 1、X射线衍射仪发展历史
- 2、什么是xrd分析
X射线衍射仪发展历史
X射线衍射仪是一种利用衍射原理,精确测定物质晶体结构、织构及应力的重要分析仪器。它在冶金、石油、化工、科学研究、航空航天、教学、材料合成与生产等领域有着广泛的应用。
X射线衍射仪由高稳定度X射线发生器、精密测角台、X射线强度测量系统以及安装有专用软件的计算机系统四大部分组成。它的名称更确切地被称为多晶X射线衍射仪或粉末X射线衍射仪。通过运用此仪器,可以获得分析对象的粉末X射线衍射图谱,适用于对物质材料进行物相定性或定量分析、晶体结构分析、材料的织构分析以及微观或宏观应力的测定等。无论是固态样品还是能够加工出一处小平面的块状样品,只要样品可以制成粉末,都可以使用X射线衍射仪进行分析测定。
X射线衍射仪的历史可以追溯到1895年,当时德国物理学家W.K.伦琴发现了这种电磁辐射。随着其理论的成熟以及相关技术的发展,特别是计算技术、微电子学和各种新型射线检测器等高新技术的发展,X射线衍射仪日益受到重视。其应用现在已经渗透到广泛的领域和众多的行业,成为材料科学、物理学、化学、化工等领域的重要分析仪器。
对于高功率X射线衍射仪,它又称为高功率旋转阳极X射线衍射仪,按其测角台扫描平面的取向分为水平型和垂直型两种结构。此外,根据使用的检测器类型不同,其功能和应用范围也会有所不同。现代X射线衍射仪的计算机系统是不可或缺的部分,其中的专用软件使得仪器智能化,能够完成规定的控制操作、数据采集,并辅助操作者进行数据处理和分析。
然而,国产衍射仪的现状令人堪忧。尽管国内已经能够生产技术水平与性能能够和进口产品相匹敌的基本型X射线衍射仪,但用户存在一些认识误区,容易被追求高指标和高配置的误导。同时,主管部门的拨款有时过于宽松或者对某些重要部分有所忽略也造成了不利局面。幸运的是,在国家“振兴仪器仪表产业”政策的推动下,国产衍射仪的研发工作已经取得了进展。未来随着技术的进步和市场需求的增长,国产衍射仪也将焕发新的生机和活力。在提供强大技术支持的同时,还需更多了解和熟悉的使用者对新型设备和辅助软件的深入了解与应用推动这一行业的发展步伐和广阔市场前景得以释放和实现的价值潜能达成更好地体现。
什么是xrd分析
XRD即X射线衍射,中文可译为“X射线衍射分析”。现代的X射线衍射仪多功能且用途广泛,不仅用于物相鉴定,还用于多晶材料的分析,如金属、矿物、陶瓷、催化剂、医药和玻璃涂层等材料。它的主要应用包括:粉末衍射、质量控制、失效分析。尤其钢铁厂、水泥厂、制药厂和新材料研发等领域广泛应用。此外,还有高分辨率的XRD,通过对样品X射线衍射图样的分析,确定其物相组成。
X射线衍射原理基于X射线的波长与晶体内部原子间的距离相近,当X射线通过晶体时,会发生衍射现象。德国物理学家劳厄在1912年提出了这一科学预见。随后,英国物理学家布拉格父子在此基础上成功测定了晶体结构,并提出了著名的布拉格定律。
X射线衍射在多个领域有广泛应用:
1. 在金属学中,X射线衍射被用于研究金属和合金的晶体结构,取得了许多重要成果。例如测定金属和合金的晶体结构,研究相图,固态相变,以及合金中的有序-无序转变等。此外,还可以用于测定单晶取向,计算X射线的波长并判定产生特征X射线的元素。这就是X射线谱术,可用于分析金属和合金的成分。
2. 在物相分析中,X射线衍射是一种重要的定性分析工具。每种晶体物相都有独特的X射线衍射图谱,可以通过与标准物相的衍射数据进行比较,确定材料中存在的物相。此外,还可以进行定量分析,根据衍射花样的强度确定各相的比例含量。
3. 除了定性分析,X射线衍射还常用于精密测定点阵参数,这在相图的固态溶解度曲线的绘制中尤为重要。此外,取向分析、晶粒大小、微观应力测定、宏观应力测定、晶体结构不完整性的研究以及合金相变等方面也有广泛应用。
4. 随着技术的发展,X射线分析已成为研究晶体物质和某些非晶态物质微观结构的有效方法。新的设备和技术如计数器衍射仪法、高强度X射线源和高灵敏度探测器等的应用,大大提高了分析速度和精度,可以进行瞬时的动态观察和对更为微弱或精细效应的研究。
5. 在其他方面,如结晶度的测定和高分子结晶体的研究,X射线衍射也发挥着重要作用。
总之,X射线衍射分析是一种重要的材料分析方法,广泛应用于各个领域。它不仅可以确定材料的物相组成,还可以研究材料的晶体结构和性能。随着技术的不断发展,X射线衍射分析将在未来继续发挥重要作用。