X射线衍射仪(XRD)是一种基于X射线与晶体材料相互作用原理的高精度分析仪器,通过测量衍射峰参数解析物质的晶体结构、晶粒尺寸、取向及应力分布等信息,广泛应用于材料科学、地质勘探、工业检测及生物医学等领域。
其核心原理:当单色X射线照射晶体时,晶体中规则排列的原子使X射线发生衍射,衍射波叠加形成特定图谱。根据布拉格方程(2dsinθ=nλ),通过分析衍射峰位置(2θ)、强度(I)及形状,可确定晶面间距、晶胞参数及原子排列方式,进而推断物质成分与结构特征。
一、开机与准备
环境检查:确保实验室通风良好,电源稳定,并检查循环水冷却系统(如有)是否正常运行。
开启设备:先打开循环水机/空压机,再打开X射线发生仪和计算机电源,等待高压稳定。
软件校准:运行控制软件,进行系统校准,设置X射线管的靶材(如铜靶)和工作参数。
二、样品处理
粉末样品:将样品研磨至粒径小于45μm,均匀铺在样品架的凹槽中并压平,确保表面平整无择优取向。
薄膜样品:使用专用样品架固定,确保检测面朝上且无遮挡。
三、参数设置与数据采集
设置扫描参数:在软件中设置扫描范围(如10°-90°)、步长(如0.02°)、扫描速度(如8°/min)以及X射线管的电压和电流(如40kV/30mA)。
开始测量:确认样品位置无误后,启动测量程序,仪器将自动进行扫描并记录衍射图谱。
四、关机与维护
降压关机:测量结束后,先将X射线管电压和电流降至低,关闭高压,再依次关闭X射线发生仪、循环水系统和总电源。
清理样品:取出样品,清理样品台残留物。
定期维护:根据仪器要求进行定期维护,如X射线管的老化处理、光学系统清洁等。
