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在線X射線衍射儀能否測試非晶體或液態(tài)樣品?

更新時間:2025-05-29點擊次數(shù):115
  在線X射線衍射儀(XRD)以其高效、實時的物相分析能力,在材料科學、化學工程及生物醫(yī)藥等領域發(fā)揮著重要作用。然而,對于非晶體或液態(tài)樣品,其適用性常引發(fā)討論。下面將從技術原理、實際應用及局限性等方面探討這一問題。
  一、技術原理與非晶體/液態(tài)樣品的特性
  XRD的核心原理基于晶體對X射線的衍射效應,通過布拉格定律分析晶面間距,從而推斷物質結構。晶體樣品因其長程有序的原子排列,能產(chǎn)生清晰的衍射峰,適合XRD分析。然而,非晶體(如玻璃、高分子材料)和液態(tài)樣品缺乏周期性結構,無法形成典型的衍射峰,傳統(tǒng)XRD難以直接應用。
  盡管如此,XRD并非全無法提供非晶或液態(tài)樣品的信息。例如:
  1、非晶體:雖然不產(chǎn)生尖銳衍射峰,但會呈現(xiàn)寬化的“漫散射”信號,反映短程有序結構。通過傅里葉變換等數(shù)學處理,可間接分析原子排列特性。
  2、液態(tài)樣品:在特定條件下(如高溫熔融態(tài)),XRD可捕捉液-固相變過程中的瞬態(tài)結構變化,或通過原位測量研究反應動力學。
 

在線X射線衍射儀

 

  二、實際應用中的嘗試與突破
  1、非晶體分析
  在線XRD已用于研究金屬玻璃、聚合物等非晶材料。例如,通過對比不同熱處理條件下的漫散射曲線,可評估原子團簇的演化規(guī)律。部分儀器支持高分辨率數(shù)據(jù)采集,提升非晶信號的信噪比。
  2、液態(tài)樣品的原位測量
  在電池電解液或熔鹽反應的研究中,在線XRD結合高溫樣品臺,可實時監(jiān)測液態(tài)相變或沉淀生成。
  在線XRD對非晶體和液態(tài)樣品的測試存在一定挑戰(zhàn),但通過技術改進(如高亮度光源、高靈敏探測)和方法創(chuàng)新(如原位測量、數(shù)據(jù)處理算法),其應用邊界不斷擴展。盡管仍需針對性優(yōu)化實驗條件,但在線XRD已成為探索無序體系的重要工具之一。

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