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小角X射线散射技术:研究纳米尺度微结构的重要手段

更新时间:2024-04-11       点击次数:94

本文摘要

本文将简单介绍研究纳米尺度微结构的重要手段:小角X射线衍射(Small Angle X-Ray Scattering, SAXS)技术原理及相关产品。

 

 

X射线衍射与小角X射线散射

 

X射线是具备相应波长的电磁波或带有相应能量的光子束。X射线的波长和能量介于γ-射线和紫外线之间。其波长范围为0.01-10nm;对应的能量范围为0.125-125Kev。

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小角散射(Small Angle X-ray Scattering,SAXS):如果样本具有不同电子密度的周期性结构,X射线被不相干散射,散射 X 射线的角度就与入射 X 射线的角度相差很小(一般2θ≤ 5°),称为小角X射线散射效应。主要用于研究亚微米尺度的固态及液态样品结构。

 

小角散射效益来自物质内部1~100nm量级范围内电子密度的起伏,通过对小角X射线散射图或散射曲线的计算和分析即可推导出微结构的形状、大小、分布及含量等信息。这些微结构可以是孔洞、粒子、缺陷、材料中的晶粒、非晶粒子结构等。

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广角散射(Wide Angle X-ray Scattering,WAXS):如果样本具有周期性结构(晶区),X射线被相干散射,入射光和散射光之间没有波长的改变,这个过程称为 广角X射线衍射。主要用于研究较晶体结构和非晶体结构。

 

与小角散射相比,广角散射的散射角度较大,可以覆盖从几度到几十度的范围。通过检测广角散射信号,可以获得关于晶体晶格参数、晶胞体积、颗粒尺寸和颗粒形貌等信息。

 

SAXS -  WAXS表征

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Empyrean Nano版锐影

 

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Empyrean Nano版锐影

多功能 X 射线散射系统

  • 基于Empyrean平台和Pre-FIX预校准概 念,为纳米材料研究/小角散射专家特殊定制的 高性能多功能散射研究平台

  • 操作简单,无需校准

  • 高性能散射研究平台,但不局限于散射

    (1D/2D SAXS/WAXS;USAXS;GI-SAXS;PDF;CT)

多种配置可选

多功能 X 射线散射系统

  • Empyrean Nano版+PIXcel3D 基于铜靶应用

  • Empyrean Nano版+GaliPIX3D 兼顾对分布函数(PDF)分析

  • 高分辨光管+聚焦透镜+ScatterX78+3D探测器

  • 2D WAXS, 最低2theta 0.1°, 最高±22°(PIXcel)或±30°(GaliPIX)

  • 变温毛细管样品架,温度范围5-70℃

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  • Scatter X78 样品架能实现液体,固体,纤维等纳米材料分析,仪器自动校准光路,真空启动3分钟即可测试样品。

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