Рентгенівські дифрактометри призначені для отримання дифракційних даних найвищої якості в поєднанні з простотою використання і гнучкістю для швидкого переходу до різних завдань.
Що таке рентгенівська дифракція?
Рентгенівська дифракція (XRD) - це універсальний неруйнівний метод аналізу, який використовується для аналізу фізичних властивостей, таких як фазовий склад, кристалічна структура та орієнтація порошкових, твердих і рідких зразків.
Багато матеріалів складаються з крихітних кристалітів. Хімічний склад і структурний тип цих кристалів називається їхньою «фазою». Матеріали можуть бути однофазними або багатофазними сумішами і можуть містити кристалічні та некристалічні компоненти. В рентгенівському дифрактометрі різні кристалічні фази дають різні дифракційні картини. Ідентифікацію фази можна виконати, порівнюючи рентгенівські дифракційні картини, отримані від невідомих зразків, із зразками в еталонних базах даних.
Як працює рентгенівське обладнання?
Рентгенівський прилад складається з трьох основних частин: джерела рентгенівського випромінювання, тримача зразка і рентгенівського детектора.
Рентгенівські промені, вироблені джерелом, освітлюють зразок. Потім вони дифрагуються фазою зразка і потрапляють в детектор. Переміщуючи трубку або зразок і детектор для зміни кута дифракції (2θ, кут між падаючим і дифрагованим променями), вимірюють інтенсивність і реєструють дані дифракції. Залежно від геометрії дифрактометра і типу зразка, кут між падаючим променем і зразком може бути фіксованим або змінним і зазвичай пов'язаний з кутом дифрагованого променя.
Застосування рентгенівської дифракції
Багато дослідників, як у промислових, так і в наукових лабораторіях, покладаються на рентгенівську дифракцію (XRD) як на інструмент для розробки нових матеріалів або підвищення ефективності виробництва. Інновації в рентгенівській дифракції тісно пов'язані з дослідженнями нових матеріалів, наприклад, у напівпровідникових технологіях або фармацевтичних дослідженнях. Промислові дослідження спрямовані на постійно зростаючу швидкість і ефективність виробничих процесів. Повністю автоматизований рентгенівський дифракційний аналіз на гірничодобувних підприємствах і підприємствах з виробництва будівельних матеріалів дає змогу знайти більш економічно ефективні рішення для контролю виробництва.
Основними сферами застосування рентгенівської дифракції є
Якісний і кількісний фазовий аналіз чистих речовин і сумішей. Найпоширеніший метод фазового аналізу часто називають «рентгенівською порошковою дифракцією» (XRPD).
- Аналіз фазових змін за інших спеціальних умов, таких як температура, вологість і тиск (дослідження не в навколишньому середовищі).
- Аналіз фізичних властивостей, таких як розмір (діаметр) кристаликів, орієнтація кристала і залишкова напруга, які разом називаються «мікроструктурою» полікристалічних матеріалів.
- Багато з цих методів також можуть бути використані для полікристалічних шаруватих матеріалів, таких як покриття і тонкі плівки, за допомогою методу, який називається рентгенівська дифрактометрія падаючого світла (GIXRD). Для дослідження малих ділянок полікристалічних матеріалів використовується метод мікродифракції.
Інші методи рентгенівської дифракції для матеріалів, які не є полікристалічними (наприклад, монокристалічні напівпровідникові пластини або епітаксійні шари), включають аналіз гетероепітаксійних шарів з високою роздільною здатністю (HR-XRD). Аналіз цих шарів використовує закон Брегга, теорію динамічної дифракції та монокристалічну орієнтацію, як для пластин, так і для злитків.
Розсіювання рентгенівських променів
Інші методи, які вивчають некристалічні компоненти матеріалу за допомогою різних методів розсіювання рентгенівських променів, включають малокутове падаюче розсіювання рентгенівських променів (GISAXS), малокутове розсіювання рентгенівських променів (SAXS), повне розсіювання (також зване аналізом функції парного розподілу (PDF)), рентгенівську рефлектометрію (XRR). Кожен метод має власний алгоритм аналізу даних, заснований на фундаментальній теорії розсіювання.
Переваги рентгенографії
Рентгеноструктурний аналіз є досить швидким (зазвичай менше 20 хвилин) і часто є найточнішим і найнадійнішим методом для однозначної ідентифікації невідомих матеріалів.
Підготовка зразків є мінімальною, що є причиною популярності цього методу, який підходить для використання як у промислових процесах, так і в дослідженнях матеріалів.
За допомогою правильного аналітичного програмного забезпечення аналіз даних може бути досить простим, а для промислових процесів він може бути навіть автоматизований, так що в додатках контролю якості оператору не потрібно бути експертом з РФА.
Дифрактометри для рентгеноструктурного аналізу
■ Malvern Panalytical AERIS - Настільний порошковий рентгенівський дифрактометр. Нова технологія компанії Malvern Panalytical. Дифрактометр Aeris відрізняється простотою експлуатації, модель доступна в конфігурації Цемент, Мінерали, Метали та Наукові дослідження. Крім того, дифрактометр AERIS перший у світі повністю автоматизований настільний прилад.
■ Malvern Panalytical Empyrean - унікальний багатоцільовий рентгенівський дифрактометр
■ Malvern Panalytical X'Pert3 Powder - порошковий рентгенівський дифрактометр нормальної роздільної здатності з вертикально розташованим гоніометром.
■ Malvern Panalytical Crystal orientation range - розроблені з урахуванням застосування у вигляді злитків, шайб і пластин. Наша продукція забезпечує просту і надшвидку інтеграцію кристалів у різних середовищах.
