在材料科学研究中,粉末 X 射线衍射(XRD)仪是剖析材料晶体结构的重要利器。它以布拉格方程为理论基石,通过捕捉 X 射线与样品相互作用产生的衍射信号,揭开材料微观结构的神秘面纱。
样品制备是分析的首要步骤。将材料研磨成均匀细粉,粒度控制在微米级。过粗的颗粒会阻碍 X 射线穿透,过细则可能出现择优取向,影响结果准确性。研磨后,将粉末填入样品架凹槽,压实刮平,确保样品均匀分布。
仪器参数设置关乎数据质量。X 射线源常用 Cu 靶,设定合适的管电压、管电流,以稳定激发 X 射线。同时,合理选择扫描范围、扫描速度和步长,既能覆盖常见晶体衍射峰,又能保障图谱分辨率。
数据采集时,将样品架精准安装在校准后的样品台中心,启动仪器收集衍射数据。采集过程中,需保持环境稳定,防止震动、电磁干扰影响数据准确性。
数据分析是获取结构信息的关键。借助专业软件,如 JADE,对原始图谱进行背底扣除、平滑处理,提高图谱清晰度。通过与 PDF 卡片数据库比对衍射峰位置和强度,确定样品物相组成。再依据衍射峰特征,分析晶格参数、晶体结构对称性,实现对材料结构的深度解析。
粉末 XRD 衍射仪以科学原理和规范流程,为材料结构分析提供精准依据,推动材料科学领域不断向前发展。
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