曾經(jīng)嶄新的2024，轉(zhuǎn)眼間，只剩下最后十幾天，就在這個辭舊迎新之際，讓我們把2024欠下的XRD基礎(chǔ)知識做個補(bǔ)完，在過往的幾期XRD主題分享中，我們分享了XRD的應(yīng)用領(lǐng)域、X射線管 和 CBO話題，如果您沒有留下印象，可以直接點(diǎn)擊上面的鏈接繼續(xù)訪問上述主題。現(xiàn)在就開始啦！
理學(xué)XRD的結(jié)構(gòu)是什么樣的
XRD是X-ray Diffraction，X射線衍射儀由三個主要部分組成：X 射線發(fā)生器、樣品臺/測角儀部分和檢測部分，如下圖所示。近年來，大多數(shù)測角儀將樣品保持在水平位置。當(dāng)樣品保持水平時，您不必?fù)?dān)心粉末樣品傾倒或散裝樣品掉落。特別是，這種幾何形狀對于液體和凝膠樣品非常有用。
點(diǎn)擊圓點(diǎn)了解產(chǎn)品各個部分
01
理學(xué)XRD入射側(cè)光學(xué)組件
X射線源
X射線管
理學(xué)旋轉(zhuǎn)陽極X射線發(fā)生器
旋轉(zhuǎn)陽極與封閉X射線管差異在于
旋轉(zhuǎn)陽極比封閉X射線管功率更強(qiáng)；
旋轉(zhuǎn)陽極的高強(qiáng)度利于檢測弱相或雜質(zhì)相；
旋轉(zhuǎn)陽極更高的強(qiáng)度允許更快的掃描速度，從而縮短測量時間。
關(guān)于X射線發(fā)生器部分，可以訪問往期：
理學(xué)：咱們今天說X射線管
光學(xué)組件
位于 X 射線發(fā)生器的下游（右側(cè)）依次包含了CBO，索拉狹縫和限高狹縫等。
CBO：關(guān)于CBO，可以訪問往期：理學(xué)：今天我們聊CBO
索拉狹縫：索拉狹縫改善了衍射峰對稱性以及角度分辨率。
限高狹縫：可控的調(diào)節(jié)X射線照射樣品的面積以優(yōu)化其他散射干擾。
02
理學(xué)XRD探測器
X 射線衍射探測器分為：0D、1D和2D
0D 探測器
探測器結(jié)構(gòu)：由于0D模式在探測器表面沒有關(guān)于2θ位置的信息，因此無論x射線落在探測器表面的中心還是邊緣，只能獲得強(qiáng)度信息。
分辨率需求：為獲得分辨率，設(shè)置狹縫寬度或者選用更密集的索拉狹縫和平行狹縫分析器PSA。
1D 探測器
探測器結(jié)構(gòu)：一維探測器的每個元件是窄條，條帶長度垂直于 2θ 方向。
提升強(qiáng)度：在 1D 掃描模式下，探測器表面上的所有傳感器元件都會針對某個 2 θ 位置一個接一個地收集強(qiáng)度。1D 測量不需要狹縫來限制接收寬度，因?yàn)樘綔y器具有關(guān)于 2 θ 位置的信息。1D 掃描模式可讓您獲得比 0D 掃描高數(shù)十倍的強(qiáng)度
分辨率與峰形：使用 1D 掃描收集的衍射峰形具有高的角度分辨率。假設(shè)1D探測器的寬度為 100 μm，1D 掃描的峰值寬度對應(yīng)于 0D 掃描模式下 0.1 mm 的接收狹縫條件。
如今，1D 掃描模式已成為測量粉末樣品的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。
2D 探測器
探測器結(jié)構(gòu)：2D 探測器由邊長約 75-100 μm 的矩形像素組成。這些像素在平面上以矩陣形式排列，可用于數(shù)據(jù)收集的有效檢測區(qū)域比 0D 和 1D 探測器更大。
應(yīng)用信息：可直接觀察大范圍的德拜環(huán)，便于分析結(jié)構(gòu)信息（擇優(yōu)取向以及單晶外延膜的方位，廣域構(gòu)造分析等）。
03
SmartLab Studio II
SmartLab Studio II
理學(xué)X射線衍射儀軟件
集成用戶管理、測量、分析、數(shù)據(jù)可視化
只需點(diǎn)擊一下，即可從測量切換到分析。通過選擇適當(dāng)?shù)牟季?，在同一桌面上觀看一個實(shí)驗(yàn)的實(shí)時掃描，同時分析其他數(shù)據(jù)。此外，該軟件還可以提供豐富的數(shù)據(jù)處理插件，以便達(dá)到物相鑒定、定量分析、晶粒尺寸分析、殘余應(yīng)力分析、織構(gòu)、搖擺曲線測定等結(jié)果分析的目的。
SmartLab Studio II 具有向?qū)Чδ?。您需要做的就是選擇評估目的并回答向?qū)П韱沃械膯栴}。系統(tǒng)會從光學(xué)部件的可能組合中推薦最佳光學(xué)元件。
Rigaku
SmartLab Studio II
XRD的應(yīng)用方向
除定性分析外，XRD還可進(jìn)行其他各種測試。
如上表列出了使用粉末 X 射線衍射儀可進(jìn)行測試的項目清單。
不同材料對應(yīng)的常用分析項目
X 射線衍射儀測試的材料千差萬別，上圖中是常用的粉末和塊狀試樣測量方法，以及對這些試樣經(jīng)常進(jìn)行的測試項目。
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