X射線衍射（簡稱XRD）是一種分析技術(shù),，可提供有關(guān)晶體材料的結(jié)構(gòu)和相ID的信息。XRD可用于識別單晶并揭示其結(jié)構(gòu),。XRD在地質(zhì)行業(yè)中非常好用,，因?yàn)樗梢杂糜谧R別混合物中存在的晶體，例如巖石中的礦物,。對于具有可變分子式和結(jié)構(gòu)的礦物（例如粘土）,，XRD是識別它們并確定其在樣品中比例的適合方法,。
那么，XRD是如何工作的,？這篇文章將深入探討XRD背后的科學(xué),，解釋奧林巴斯便攜式XRD分析儀的工作原理。
01 X射線衍射（XRD）背后的科學(xué)
在XRD分析過程中,，將X射線束射向樣品,，并根據(jù)出射方向測量散射強(qiáng)度。按照慣例,，入射光束方向和出射光束方向之間的角度稱為2θ或2-theta,。
入射和出射光束方向之間的角度稱為2θ（2-Theta）
對于由間距為d的電荷組成的簡單的樣本，當(dāng)滿足布拉格定律時,，觀察到相長干涉（ConstructiveInterference）（更大的散射強(qiáng)度）為：nλ= 2dsin θ。
02 XRD技術(shù)實(shí)踐
XRD儀器（例如我們的新一代TERRA II和BTX III XRD分析儀）使用該技術(shù)直接在分析儀上為主要和次要組分提供快速,、可靠的實(shí)時礦物學(xué)和相分析,。
奧林巴斯XRD衍射儀還采用了一種*的方法來快速，輕松地收集和處理XRD數(shù)據(jù),，這使得我們的XRD分析儀非常緊湊和便攜,。
BTX III臺式XRD分析儀（左）和TERRAII便攜式XRD分析儀（右）
以緊湊，輕巧的設(shè)計提供準(zhǔn)確的X射線衍射分析功能
03 奧林巴斯XRD的工作原理
常規(guī)的基于測角儀的XRD儀器使用反射幾何技術(shù)來處理XRD數(shù)據(jù),。因此,，儀器很大，具有許多活動組件,，并且經(jīng)常需要外部冷卻,。另一個缺點(diǎn)是它們需要大量樣品進(jìn)行分析。這些限制意味著XRD分析始終需要在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,。
我們的工程師采用*的透射幾何方法使XRD得到發(fā)展,，使X射線光束穿過樣品。
1.微聚焦X射線管 2.X射線束 3.準(zhǔn)直器 4.樣品 5.CCD檢測器
奧林巴斯使用*的傳動幾何XRD方法
這種方法不需要活動組件,，使我們能夠設(shè)計出世界上商用電池驅(qū)動的便攜式XRD,。我們的XRD儀器提供便攜性和易用性的同時，僅需要15 mg樣品即可進(jìn)行分析,。
將樣品封入樣品室后,，我們的XRD分析儀將使用一種稱為粉末液化的顆粒隨機(jī)化方法。通過這種方法,，我們的分析儀對樣品施加恒定的壓電感應(yīng)頻率,，使粉末從上到下對流并繞其軸旋轉(zhuǎn)。
在30秒內(nèi),，樣品窗口中的每個粒子將以所有可能的方向穿過X射線束,。因此,，我們的XRD儀器實(shí)現(xiàn)了100％隨機(jī)化，這是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確X射線衍射關(guān)鍵的一步,。
04 如何快速,、輕松地實(shí)現(xiàn)定量礦物學(xué)
奧林巴斯致力于使XRD分析盡可能簡單，因此我們的客戶可以快速,，輕松地獲得定量的礦物學(xué)結(jié)果,。僅僅需要幾個步驟：
> 準(zhǔn)備樣品（了解有關(guān)簡單樣品制備步驟的更多信息，請聯(lián)系我們的工程師）
> 開始測試,，分析儀將X射線穿過窗口中對流的樣品
> X射線轟擊樣品并在2θ角度范圍內(nèi)衍射
> CCD檢測器測量衍射信息
> 內(nèi)置于分析儀的自動相識別和定量軟件SwiftMin®實(shí)時,、直觀地將相ID和定量結(jié)果顯示在用戶界面
SwiftMin ®軟件用戶界面
05 常見的XRD應(yīng)用
XRD可以應(yīng)用于多個行業(yè)，提供簡單,、直接的相分析,。常見的XRD應(yīng)用包括：
地質(zhì)勘探
礦業(yè)開采
油氣錄井
制藥
學(xué)術(shù)研究
太空探索
06 Olympus XRD分析儀的3個*的硬件特性
除了省時的軟件和簡單的樣品前處理，奧林巴斯XRD還采用*的硬件組件并進(jìn)行了工程設(shè)計,，使儀器異?？煽俊?zhǔn)確：
2D X射線衍射計
許多XRD儀器都使用X射線檢測器只在一個平面或一維實(shí)驗(yàn)中捕獲來自樣品的光子,。奧林巴斯基于CCD的XRD分析儀可以收集衍射圓環(huán)的切片,，以幫助用戶了解樣品的制備方法是否正確（顆粒統(tǒng)計信息和/或晶體的優(yōu)選取向）。這些信息可以幫助確認(rèn)定量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和代表性,。
能量鑒別型X射線探測器
較大的常規(guī)XRD儀器通常不能使用能量鑒別型探測器,。因此，探測器會受到XRD實(shí)驗(yàn)中未使用的光子的影響,。另一方面,，奧林巴斯XRD分析儀可以去除不直接參與XRD實(shí)驗(yàn)的光子，例如X射線熒光光子,，從而提供更好的信噪比,。
鈷或銅靶材可選
奧林巴斯XRD儀器標(biāo)配有堅(jiān)固的鈷（Co）靶材X射線管。該陽極非常適合分析高鐵含量的樣品,，因此是地質(zhì)學(xué)家和礦物學(xué)家優(yōu)選的陽極,。但是某些應(yīng)用（例如分析高錳含量）需要銅（Cu）靶材X射線管。奧林巴斯可以提供任一陽極,，因此可以根據(jù)客戶的應(yīng)用需求選擇適合陽極,。
通過以上詳細(xì)講解，大家對奧林巴斯XRD分析儀的工作原理和產(chǎn)品特性都有了一定的了解,，XRD不僅在地質(zhì)行業(yè)有著出色的表現(xiàn),，在其他材料的研究中同樣具有非常重要的應(yīng)用。隨著XRD標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫的日益完善,，XRD物相分析會變得越來越簡單,。
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