小型臺式多晶X射線衍射儀(XRD)在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的污染物結(jié)晶相分析中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,能夠準(zhǔn)確鑒定復(fù)雜環(huán)境介質(zhì)中的晶體污染物,為污染溯源、風(fēng)險評估和治理技術(shù)開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。
工業(yè)固廢鑒定典型廢物相:赤泥:水合鋁硅酸鈉(24.1°)、方鈉石(19.5°)鋼渣:硅酸二鈣(32.1°)、RO相(FeO-MgO-MnO固溶體,42.8°)資源化評估:鋼渣中γ-C?S(硅酸二鈣,29.4°)含量>40%可作為水泥原料。
水體重金屬沉淀常見沉淀相:羥基磷酸鉛(Pb?(PO?)?OH,31.7°)硫化鎘(CdS,44.0°)治理監(jiān)測:通過ZnO(36.2°)→ZnS(28.5°)轉(zhuǎn)化率評估硫化法除鋅效率。 優(yōu)化催化劑活性晶面暴露。桌面型便攜X射線衍射儀作用和用途
小型臺式多晶X射線衍射儀(XRD)在考古文物顏料分析中具有獨特優(yōu)勢,能夠無損、快速地揭示古代顏料物的晶體結(jié)構(gòu)信息,為文物鑒定、年代判斷和工藝研究提供科學(xué)依據(jù)。
白色顏料分析常見物質(zhì):鉛白[2PbCO?·Pb(OH)?]:24.9°、42.4°白堊(CaCO?):29.4°(方解石型)風(fēng)化分析:鉛白→角鉛礦(PbCl?·Pb(OH)?):13.2°、22.7°
設(shè)備特殊配置微區(qū)附件:0.3mm準(zhǔn)直器實現(xiàn)局部分析三維可調(diào)樣品臺適配不規(guī)則文物低功率模式:避免高能X射線導(dǎo)致有機粘合劑降解(3)數(shù)據(jù)分析方法古代顏料特征庫:包含200+種歷史礦物標(biāo)準(zhǔn)譜圖標(biāo)注典型年代和地域特征全譜擬合精修:定量混合顏料比例(如朱砂:鉛丹=7:3) 桌面型粉末衍射儀應(yīng)用于地外物質(zhì)研究鑒定隕石礦物成分分析評估存儲材料的相變特性。
X射線衍射儀在地質(zhì)與礦物學(xué)中的應(yīng)用:巖石、土壤及礦產(chǎn)資源的鑒定X射線衍射(XRD)是地質(zhì)與礦物學(xué)研究中的**分析技術(shù),能夠快速、準(zhǔn)確地鑒定巖石、土壤及礦產(chǎn)資源中的礦物組成、晶體結(jié)構(gòu)及相變行為。XRD技術(shù)具有非破壞性、高精度和廣譜適用性等特點,廣泛應(yīng)用于礦產(chǎn)資源勘探、環(huán)境地質(zhì)、工程地質(zhì)及行星科學(xué)等領(lǐng)域。
土壤成分與風(fēng)化過程分析土壤礦物組成:分析黏土礦物的類型(如蒙脫石的膨脹性影響土壤持水性)。檢測次生礦物(如鐵氧化物、三水鋁石),研究風(fēng)化程度。土壤污染評估:鑒定重金屬賦存礦物(如PbSO?、CdCO?),評估環(huán)境風(fēng)險。示例:熱帶紅壤中高嶺石與赤鐵礦的比值可反映風(fēng)化強度。
小型臺式多晶X射線衍射儀(XRD)在電子與半導(dǎo)體工業(yè)中扮演著關(guān)鍵角色,能夠?qū)ζ骷牧系木w結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確表征,為工藝優(yōu)化和質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù)。
金屬硅化物工藝監(jiān)控點:NiSi形成:Ni?Si(44.5°)→NiSi(45.8°)轉(zhuǎn)變溫度監(jiān)測比較好相變窗口:550±10℃(通過變溫XRD確定)質(zhì)量控制:要求NiSi(45.8°)峰強度比NiSi?(47.3°)高10倍以上。
存儲器件材料相變存儲器(PCM):Ge?Sb?Te?的非晶-立方(29.8°)-六方(27.6°)相變監(jiān)測相變速度與晶粒尺寸關(guān)系(Scherrer公式計算)鐵電存儲器:PZT薄膜的四方相(31.2°)與菱方相(30.8°)比例控制。 核污染區(qū)域礦物相變化監(jiān)測。
XRD可與其他表征技術(shù)聯(lián)用,提供更***的材料信息:XRD + XPS:表面化學(xué)狀態(tài)分析(如催化劑活性位點氧化態(tài))。XRD + SEM/TEM:形貌與晶體結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)(如納米顆粒的尺寸-活性關(guān)系)。XRD + Raman/FTIR:局域結(jié)構(gòu)及化學(xué)鍵分析(如碳材料缺陷表征)。
XRD在催化劑和電池材料研究中發(fā)揮著不可替代的作用:催化劑領(lǐng)域:優(yōu)化活性相、提高穩(wěn)定性、指導(dǎo)載體選擇。電池領(lǐng)域:揭示結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系、監(jiān)測相變、改進(jìn)電極材料設(shè)計。未來趨勢:高分辨率XRD:更精確的晶體結(jié)構(gòu)解析(如無序材料、納米晶)。原位/operando XRD:實時監(jiān)測催化反應(yīng)或電池充放電過程。AI輔助分析:結(jié)合機器學(xué)習(xí)進(jìn)行快速物相識別與結(jié)構(gòu)預(yù)測。 檢測晶圓加工殘余應(yīng)力。多晶XRD衍射儀售后服務(wù)
青銅器腐蝕產(chǎn)物原位分析。桌面型便攜X射線衍射儀作用和用途
XRD在催化劑研究中的應(yīng)用催化劑的高效性與其晶體結(jié)構(gòu)、活性位點分布及穩(wěn)定性密切相關(guān),XRD可提供以下關(guān)鍵信息:(1)催化劑物相鑒定確定催化劑的晶相結(jié)構(gòu)(如金屬氧化物、沸石、貴金屬等)。示例:在Pt/Al?O?催化劑中,XRD可檢測Pt納米顆粒的晶型(fcc結(jié)構(gòu))及其分散度。在Cu/ZnO/Al?O?甲醇合成催化劑中,XRD可識別CuO、ZnO及可能的Cu-Zn合金相。(2)晶粒尺寸與分散度分析通過Scherrer方程計算活性組分(如Pt、Pd、Ni)的晶粒尺寸,評估催化劑的分散性。示例:較小的Pt納米顆粒(<5 nm)在燃料電池催化劑中表現(xiàn)出更高的氧還原活性。(3)催化劑穩(wěn)定性研究通過原位XRD監(jiān)測高溫或反應(yīng)條件下的相變(如燒結(jié)、氧化/還原)。示例:研究Co基費托催化劑在H?氣氛下的還原過程(Co?O? → CoO → Co)。觀察沸石分子篩(如ZSM-5)在高溫水熱條件下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。(4)負(fù)載型催化劑的表征分析載體(如SiO?、Al?O?、碳材料)與活性組分的相互作用。示例:在Ni/Al?O?催化劑中,XRD可檢測NiAl?O?尖晶石相的形成,影響催化活性。桌面型便攜X射線衍射儀作用和用途