化工样品X射线衍射测试

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-06-30  

本检测详细介绍了化工样品X射线衍射测试这一重要的材料分析技术。本检测系统阐述了该技术的核心检测项目、广泛的适用样品范围、标准化的检测方法流程以及关键的仪器设备构成。旨在为化工、材料等领域的研究与生产人员提供一份全面、实用的技术参考,助力物相鉴定、质量控制及工艺优化。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

物相定性分析:通过与标准粉末衍射卡片库比对,确定样品中存在的结晶物质种类。

物相定量分析:基于衍射峰强度,计算样品中各结晶相的质量或体积百分比。

晶胞参数精修:精确测定晶体的晶格常数(a, b, c, α, β, γ),反映晶格畸变或固溶体成分。

结晶度测定:区分并计算样品中结晶部分与非晶(无定形)部分的相对含量。

晶体尺寸与微观应变计算:利用衍射峰宽化效应,通过Scherrer公式或Williamson-Hall法估算晶粒尺寸和微观应变。

残余应力分析:测量材料表面或内部因加工、热处理等过程产生的宏观残余应力。

织构(择优取向)分析:评估多晶材料中晶粒取向的分布情况,对薄膜、轧制材料尤为重要。

高温/低温原位相变分析:在变温环境下实时监测样品的相变过程、热膨胀行为及反应动力学。

薄膜厚度与结构表征:对薄膜样品进行掠入射XRD测试,分析薄膜的物相、厚度、密度及界面结构。

层状材料层间距测定:精确测量如石墨、粘土、层状双氢氧化物等材料的层间距离及其变化。

检测范围

无机化工原料:如碳酸钙、二氧化钛、沸石分子筛、氧化铝、硅酸盐等粉末或块体。

催化剂与载体:包括负载型金属催化剂、沸石催化剂、金属氧化物催化剂等,用于分析活性相结构。

高分子与聚合物:分析半结晶聚合物的晶体结构、结晶度及取向,如聚乙烯、聚丙烯、尼龙等。

电池电极材料:正负极材料(如磷酸铁锂、三元材料、石墨)、固态电解质等的物相与结构稳定性研究。

颜料与染料:鉴定色粉的晶型结构,不同晶型往往对应不同的颜色与稳定性。

医药原料药与辅料:鉴别药物的多晶型现象,不同晶型可能影响药物的溶解性、生物利用度及稳定性。

金属与合金:分析相组成、析出相、应力状态及织构,用于冶金和材料加工领域。

纳米材料:表征纳米颗粒、纳米线的晶体结构、尺寸及团聚状态。

腐蚀产物与沉积物:鉴定设备管道内壁的垢样或腐蚀产物的组成,为防腐提供依据。

陶瓷与耐火材料:分析主晶相、次晶相以及高温相变行为,评估材料性能。

检测方法

粉末衍射法(PXRD):最常用方法,将样品研磨成细粉进行测试,以获得随机取向的衍射信息。

掠入射X射线衍射(GIXRD):采用小角度入射,主要用于薄膜、表面涂层及极薄层样品的结构分析。


法(θ-2θ扫描):常规对称扫描模式,用于块体或厚粉末样品的物相分析。

<强>平行光束法:适用于粗糙表面、不平整样品或需要减少基板干扰的薄膜测试。

<强>微区X射线衍射(μ-XRD):使用毛细管聚焦或微束光源,对样品微小区域(数十微米)进行定点结构分析。

<强>高温X射线衍射(HT-XRD):配备高温炉,在程序控温下研究材料的热稳定性、相变温度及动力学过程。

<强>变温X射线衍射(VT-XRD):涵盖高低温范围,研究材料在不同温度下的结构演变。

<强>原位反应X射线衍射:在特定气氛(如H2, O2)或反应环境中,实时监测催化反应、气体吸附等过程中的结构变化。

<强>应力扫描法(sin²ψ法):通过测量不同倾斜角下的衍射峰位移,计算材料表面的残余应力大小和方向。

<强>小角X射线散射(SAXS):虽然非严格衍射,但常与XRD联用,用于分析纳米尺度(1-100 nm)的粒子尺寸、形状及分布。

检测仪器设备

<强>X射线衍射仪主机:核心设备,包含X射线发生器、测角仪、样品台及探测系统等集成单元。

<强>X射线管(光源):通常采用铜靶(Cu Kα辐射),也可配备钼靶、钴靶等,产生特征X射线。

<强>测角仪:精密机械装置,精确控制X射线入射角(θ)和探测器接收角(2θ)的相对运动。

<强>固态阵列探测器(如PIXcel, D/teX):高效率、高分辨率的一维或二维探测器,大幅提升数据采集速度与质量。

<强>单色器(单色化光学元件):用于滤除Kβ辐射和连续谱背景,获得单色的Kα射线,提高峰背比。

<强>样品旋转台:测试时使样品在平面内旋转,以增加晶粒的随机统计性,获得更具代表性的衍射图谱。

<强>高温附件(高温炉):可实现真空或气氛保护下的高温测试,最高温度通常可达1600°C以上。

<强>低温附件(冷台):使用液氮或制冷机冷却,进行低温条件下的结构研究,最低可达液氦温度。

<强>薄膜附件/掠入射模块:专门设计的光路和样品台,用于实现小角度掠入射测量条件。

<强>数据处理与分析软件:如Jade, HighScore Plus等,用于图谱平滑、寻峰、物相检索匹配、精修及定量计算等。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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