粉末衍射仪是一种基于X射线衍射原理的高精度分析仪器,主要用于晶体物质的定性与定量分析、物相结构研究及材料性能表征。其核心原理是利用X射线照射样品时,晶体中规则排列的原子使X射线发生衍射,形成特定角度的衍射峰,通过分析这些峰的位置、强度及分布,可获取晶体的晶格参数、晶胞对称性、原子排列方式等关键信息。
粉末衍射仪由X射线发生器、测角仪、探测器及控制系统组成。X射线发生器产生高稳定性的X射线束,功率可达3kW,确保信号强度;测角仪采用θ/θ扫描或立式结构,角度精度高达0.0001°,扫描半径可达300mm,实现高精度角度测量;探测器类型多样,包括单光子计数探测器、阵列探测器及闪烁晶体探测器,如瑞士进口的MYTHEN探测器,可显著提升信号灵敏度与数据采集效率;控制系统支持中英文操作界面,配备智能分析软件,可自动完成数据采集、处理及报告生成。
一、高精度测角系统
核心组件:采用高精度θ/θ扫描测角仪,扫描半径可达300mm,角度精度达0.0001度,确保衍射角测量的准确性。
动态优化:部分型号(如布鲁克D6 PHASER)配备动态光束优化技术,将角度偏差降低至0.01°,进一步提升测量精度。
稳定性设计:机械结构稳定,经久耐用,减少长期使用中的性能衰减。
二、高效探测技术
探测器类型:支持单光子计数探测器、正比探测器、闪烁探测器及一维/二维阵列探测器(如D/teX Ultra250),满足不同场景需求。
高速采集:二维半导体探测器(如HyPix-400)实现100°/min的扫描速度,显著提升数据采集效率。
抗干扰能力:探测器设计优化,减少噪声干扰,提高信噪比。
三、智能化操作与数据处理
全自动控制:支持中英文操作界面,智能光路感知系统通过二维码自动识别组件并优化测试条件(如理学SmartLab SE)。
数据分析软件:集成仪器控制、数据分析及报告生成一体化流程,降低操作门槛。例如,SmartLab Studio II软件可自动进行物相分析,获取各组分百分比。
扩展功能:支持变温附件等扩展组件,实现原位动态监测。
四、模块化与多功能设计
样品适应性:支持粉末、固体、薄膜及液体样品测试(如泰坤工业TK-XRD-201支持液体样品)。
应用场景覆盖:
材料结构分析:确定晶格参数、晶胞对称性及原子排列方式。
相变研究:监测衍射图样变化,确定相变温度、类型及结构变化。
晶体学研究:分析晶体取向、缺陷及晶体学性质。
非晶态材料研究:获取短程有序性特征。
技术融合:部分型号整合SAXS分析功能(如安东帕XRDynamic 500),扩展应用范围。
五、非破坏性分析与高灵敏度
样品保护:测试过程中样品保持原有物理和化学状态,支持多次重复测试。
微量相检测:高灵敏度设计可识别样品中的微量相和杂质,准确测定晶面间距、晶胞大小等参数。
