Quang Phổ Nhiễu Xạ Tia X (XRD) Và ứng Dụng - VISCO NDT

Bỏ qua nội dung

XRD là gì?

XDR là viết tắt của từ X-Ray diffraction trong tiếng Anh, có nghĩa là Nhiễu xạ X-ray. Nhiễu xạ X-ray là một kỹ thuật phân tích không phá hủy, cung cấp thông tin về cấu trúc tinh thể, trạng thái, định hướng tinh thể, và các thông số cấu trúc khác, chẳng hạn như kích thước trung bình hạt hay các khuyết tật tinh thể.

Bản chất của nhiễu xạ tia X là hiện tượng các chùm tia X nhiễu xạ trên các mặt tinh thể của chất rắn. Tính tuần hoàn của cấu trúc tinh thể tạo nên các phổ nhiễu xạ cực đại và cực tiểu. Kỹ thuật nhiễu xạ tia X được sử dụng để phân tích cấu trúc chất rắn, vật liệu… Xét về bản chất vật lý, nhiễu xạ tia X cũng gần giống với nhiễu xạ điện tử, sự khác nhau trong tính chất phổ nhiễu xạ là do sự khác nhau về tương tác giữa tia X với nguyên tử và sự tương tác giữa điện tử và nguyên tử.

Ứng dụng của Quang phổ nhiễu xạ tia X

XRD có thể được sử dụng để xác định các đơn tinh thể và tiết lộ cấu trúc của chúng. Các nhà địa chất nhận thấy XRD đặc biệt hữu ích vì nó có thể được sử dụng để xác định các tinh thể có trong hỗn hợp, chẳng hạn như khoáng chất trong đá. Đối với các khoáng chất có công thức và cấu trúc thay đổi, chẳng hạn như đất sét, XRD là phương pháp tốt nhất để xác định và xác định tỷ lệ của chúng trong một mẫu.

Nhiễu xạ tia X được sử dụng rộng rãi trong việc xác định các vật liệu tinh thể chưa biết (ví dụ: khoáng chất, hợp chất vô cơ). Xác định chất rắn chưa biết rất quan trọng đối với các nghiên cứu về địa chất, khoa học môi trường, khoa học vật liệu, kỹ thuật và sinh học. Các ứng dụng bao gồm:

• Xác định đặc tính tinh thể của vật liệu
• Xác định cấu trúc tinh thể sử dụng Phân tích Rietveld
• Thực hiện đo lường cấu trúc vật liệu, ví dụ như sự định hướng của các hạt trong các mẫu đa tinh thể
• Đo độ tinh khiết mẫu
• Xác định các thành phần và hàm lượng của các khoáng chất (phân tích định lượng)
• Xác định các khoáng chất hạt mịn như đất sét và đất sét hỗn hợp (rất khó để xác định bằng các phương pháp quang học)
• Xác định kích thước đơn vị của mạng tinh thể

Phân tích Rietveld là một kỹ thuật được Hugo Rietveld mô tả đầu tiên, sử dụng trong việc xác định đặc tính của các vật liệu có dạng tinh thể. Sự nhiễu xạ neutron và tia X của các mẫu bột và hỗn hợp mẫu bột tạo ra một đặc tuyến đặc trưng bởi sự phản xạ tại các vị trí nhất định và duy nhất cho từng vật liệu.

Các kỹ thuật nhiễu xạ tia X phổ biến

Nhiễu xạ X-Ray vật liệu bột (Powder X-ray diffraction) là phương pháp sử dụng cho các mẫu đa tinh thể, được sử dụng rộng rãi nhất trong việc xác định cấu trúc tinh thể bằng cách sử dụng một chùm tia X hẹp song song năng lượng hẹp, chiếu vào mẫu. Người ta sẽ quay mẫu và cảm biến thu chùm nhiễu xạ trên một đường tròn đồng tâm, ghi lại cường độ chùm tia phản xạ và phổ nhiễu xạ bậc 1 (n = 1).

Phổ nhiễu xạ sẽ là biểu đồ biểu diễn cường độ nhiễu xạ với 2 lần góc nhiễu xạ (2θ). Đối với các mẫu dạng màng mỏng, cách thức thực hiện có một chút khác biệt, khi đó người ta chiếu tia X tới dưới góc rất hẹp (để tăng chiều dài tia X tương tác với màng mỏng, giữ cố định mẫu và chỉ quay cảm biến.

Đối với mẫu đơn giản nhất, bao gồm các tấm điện tích cách nhau một khoảng d, giao thoa cộng hưởng (cường độ tán xạ lớn hơn) được quan sát khi thỏa mãn Định luật Bragg: n λ = 2 d sin θ.

Phương pháp nhiễu xạ mẫu dạng bột cho phép xác định thành phần pha, cấu trúc tinh thể (các tham số mạng tinh thể) và là phương pháp rất dễ thực hiện… Ngoài phương pháp nhiễu xạ bột còn có phương pháp Nhiễu xạ Laue và phương pháp đơn tinh thể quay.

Ưu điểm và hạn chế của phương pháp nhiễu xạ tia X?

Ưu điểm

• Có kết quả nhanh (<20 phút) để xác định một khoáng chất chưa biết.
• Cung cấp thông tin định lượng khoáng chất trong hầu hết các trường hợp.
• Chuẩn bị mẫu tối thiểu.
• Thiết bị XRD tương đối phổ biến với chi phí trung bình.
• Giải thích dữ liệu tương đối đơn giản.

Hạn chế

• Cần vật liệu đồng nhất khi cần xác định các vật liệu chưa biết.
• Cần thư viện tham chiếu chuẩn của các hợp chất vô cơ.
• Yêu cầu mẫu có từ 0,1 gam vật liệu dạng bột.
• Đối với vật liệu dạng hỗn hợp, giới hạn phát hiện là ~ 2% mẫu
• Đối với ứng dụng xác định đơn vị ô tinh thể, việc lập chỉ mục các mẫu cho các hệ tinh thể không đẳng cự rất phức tạp.
• Cộng hưởng bề mặt có thể xảy ra do ảnh hưởng của tín hiệu “phản xạ” ở góc cao.

Thiết bị phân tích XRD di động

Các thiết bị phân tích XRD như TERRA™ II và BTX™ III thế hệ tiếp theo sử dụng công nghệ này để cung cấp phân tích pha và khoáng chất nhanh chóng, đáng tin cậy của các thành phần chính và phụ trong thời gian thực trực tiếp trên máy phân tích.

Các thiết bị XRD dựa trên goniometer thông thường sử dụng kỹ thuật hình học phản xạ để xử lý dữ liệu XRD. Do đó, các thiết bị này lớn, có nhiều bộ phận chuyển động và thường yêu cầu làm mát bên ngoài. Một nhược điểm khác là các thiết bị này cũng yêu cầu mẫu với khối lượng lớn để phân tích. Trước đây, những hạn chế này đồng nghĩa với việc phân tích XRD luôn diễn ra trong phòng thí nghiệm.

Trên các thiết bị XRD mới của Olympus đã đưa phương pháp XRD trở nên cơ động hơn trước bằng cách sử dụng phương pháp hình học truyền dẫn độc đáo nơi chùm tia X đi qua mẫu.

Phương pháp này không yêu cầu bộ phận chuyển động, cho phép thiết kế thiết bị XRD di động, chạy bằng pin thương mại đầu tiên trên thế giới là thiết bị TERRA ™ II. Ngày nay, các thiết bị XRD tiếp tục cung cấp tính di động và dễ sử dụng và chỉ yêu cầu khoảng 15 mg mẫu để tiến hành phân tích.

Khi mẫu được chứa trong buồng mẫu, máy phân tích XRD sử dụng phương pháp ngẫu nhiên hóa hạt được gọi là hóa lỏng bột. Với phương pháp này, các máy phân tích của chúng tôi áp dụng tần số rung không đổi lên mẫu, làm cho bột chuyển động từ trên xuống dưới và quay trên trục của nó.

Trong vòng 30 giây, mọi hạt trong cửa sổ mẫu sẽ đi qua chùm tia X theo mọi hướng có thể. Kết quả là, các thiết bị XRD đạt được sự ngẫu nhiên 100% — thành phần quan trọng nhất của nhiễu xạ tia X có kết quả chính xác.

Quy trình phân tích định lượng khoáng chất trên thiết bị XRD

Quy trình XRD đơn giản nhất có thể đạt được kết quả đo khoáng định lượng một cách nhanh chóng và dễ dàng. Quá trình này có thể được giải thích chỉ trong một vài bước:

1. Chuẩn bị mẫu

Đầu tiên, chuyển mẫu thành dạng bột. Các phụ kiện đi kèm với máy phân tích để giúp việc thu thập và chuẩn bị mẫu trở nên đơn giản nhất có thể.

2. Rây mẫu

Cho mẫu qua rây hoặc máy nghiền cầm tay. Các thiết bị XRD như BTX hay Terra chỉ yêu cầu bột mịn đến 150 micron.

3. Lắc mẫu

Sử dụng dao trộn để đặt mẫu vào giá đỡ mẫu rung. Giá đỡ mẫu đảm bảo mẫu không có các hiệu ứng định hướng.

4. Bắt đầu kiểm tra

Nhấn nút trên thiết bị để bắt đầu kiểm tra. Khi xử lý mẫu, có thể quan sát mẫu nhiễu xạ tia X trong thời gian thực bằng cách kết nối máy phân tích XRD với máy tính xách tay, máy tính bảng, điện thoại thông minh hoặc thiết bị không dây khác.

• Bắt đầu thử nghiệm, máy phân tích truyền tia X qua mẫu đối lưu trong cửa sổ
• Tia X chạm vào mẫu và nhiễu xạ theo một khoảng 2 góc-theta
• Cảm biến CCD đo nhiễu xạ

5. Đọc kết quả

Mẫu nhiễu xạ đã sẵn sàng để báo cáo. Bạn cũng có thể chỉnh sửa kết quả trước khi chạy báo cáo.

Phần mềm định lượng và ID pha tự động SwiftMin® hiển thị ID pha hoặc khoáng chất trong thời gian thực trực tiếp trên máy phân tích hoặc trong giao diện người dùng trực quan

Thiết bị liên quan

Xem nhanh

Thiết bị phân tích XRD/XRF để bàn FeniX

Xem nhanh

Mẫu chuẩn vật liệu XRF/XRD

Phát hiện bong tách trong vật liệu sứ cách điện cao thế Kiểm tra siêu âm mối hàn và lập bản đồ ăn mòn từ xa với SteerROVER

Để lại một bình luận Hủy

Bạn phải đăng nhập để gửi bình luận.

This site uses User Verification plugin to reduce spam. See how your comment data is processed. Chuyên mục

• Giải pháp (285)
  • Đo độ cứng (1)
  • Đo độ dẫn điện (6)
  • Đo độ dày ăn mòn (30)
  • Đo độ dày chính xác (25)
  • Đo độ dày lớp phủ (13)
  • Giám định pháp y (7)
  • Giám định tuổi vàng (6)
  • Hệ thống kiểm tra tự động (18)
  • Khảo sát địa chất/khai mỏ (12)
  • Kiểm soát các chất nguy hiểm (RoHS) (10)
  • Kiểm tra bề mặt (27)
  • Kiểm tra mối hàn (89)
  • Kiểm tra mối hàn đa thành phần kim loại (9)
  • Kiểm tra ở nhiệt độ cao (15)
  • Kiểm tra pipeline (16)
  • Kiểm tra sản phẩm tiêu dùng (11)
  • Kiểm tra/Lập bản đồ ăn mòn (44)
  • Môi trường/điều kiện sống (12)
  • Nội soi đo lường (24)
  • Nội soi khuyết tật (30)
  • Phân tích nguyên tố (19)
  • Phát hiện bong tách (20)
  • Phát hiện khuyết tật (5)
  • Phát hiện rò rỉ (LT) (5)
  • Phát triển kỹ thuật/mô hình hóa (7)
  • PMI (16)
  • Quay video tốc độ cao (1)
  • Tái chế vật liệu (11)
  • Thân và động cơ ô tô (13)
  • Thân vỏ/động cơ máy bay (15)
  • Tube testing (16)
  • Tùy chỉnh theo yêu cầu (6)
• Lĩnh vực (201)
  • An ninh/Quân sự (14)
  • Chuyên dụng (5)
  • Công nghệ sinh học (1)
  • Công nghiệp ô tô (27)
  • Dầu khí (81)
  • Điện tử (2)
  • Dược phẩm (11)
  • Gia công kim loại (23)
  • Giáo dục/Nghiên cứu (17)
  • Giao thông (21)
  • Hàng không (34)
  • Hóa học (15)
  • Mỏ/Địa chất (23)
  • Năng lượng (109)
• Nguyên lý kỹ thuật (34)
• Tin tức (181)
• Tuyển dụng (4)
• Vật liệu (234)
  • Bê tông (1)
  • Chất gây nghiện (9)
  • Đất đá/khoáng sản (20)
  • Dầu/Nhớt (2)
  • Dược phẩm (9)
  • Gang đúc (18)
  • Gốm/Thủy tinh (15)
  • Kim loại phế liệu (11)
  • Lớp phủ/mạ (13)
  • Nhôm (36)
  • Nhựa/HDPE/Cao su (24)
  • Sợi carbon/Vật liệu tổng hợp (22)
  • Thép và hợp kim (156)
  • Thuốc nổ (6)
  • Thủy tinh (9)
  • Vàng (5)
  • Vật liệu độc hại (23)
  • Xi măng (9)

ThẻAET AUT CUI DLA DMA ECA ECT ET Evident FAQ FMC IRIS Kiểm tra dòng điện xoáy Kiểm tra không phá hủy Kiểm tra mối hàn Kiểm tra mối hàn thép không gỉ Kiểm tra ăn mòn Kiểm tra ống trao đổi nhiệt MFL MPI MT NDT NFT Nội soi công nghiệp Olympus OmniScan PAUT PCN Phased Array PMI PT RBI RFT RT RVI TFM TOFD Tube testing UT UTM Webinar XRD XRF Đo chiều dày Đào tạo

• Sản phẩm
  • Hãng sản xuất
    • Blue Star E&E
    • DR SYSTEMS
    • IDK
    • iX Cameras
    • Jireh
    • MFE Enterprises
    • NOVO DR
    • Olympus
    • SPECTRO-UV
    • Talcyon
    • VAST
    • ZChem
  • Phương pháp
    • Chụp ảnh phóng xạ (RT, CR, DR)
    • Dòng điện xoáy (ET, ECT, ECA)
    • Huỳnh quang tia X (XRF)
    • Nhiễu xạ tia X (XRD)
    • Phân tích rung động (VA)
    • Phát xạ âm (AE)
    • Quan sát hình ảnh (VT, RVI)
    • Siêu âm (UT, AUT, PAUT, ToFD, TFM, IRIS)
    • Sóng dẫn hướng (GWT)
    • Thẩm thấu lỏng (PT)
    • Từ tính (MT)
    • Tự động hóa
  • Dùng cho
    • Phát hiện bong tách
    • Phát hiện khuyết tật
    • Đo độ cứng
    • Tube testing
    • Kiểm tra ăn mòn
    • Kiểm tra mối hàn
    • Kiểm tra pipeline
    • Kiểm tra vật đúc
    • Đo chiều dày
    • Đo chiều dày chai nhựa
    • Đo chiều dày lớp phủ
  • Dùng cho
    • Xác nhận nhanh hợp kim (PMI)
    • Nghiên cứu và phát triển
    • Quay video tốc độ cao
    • Giám định pháp y
    • Sản phẩm tiêu dùng/RoHS
    • Khoáng vật học
    • Nội soi khuyết tật
    • Nội soi đo lường
    • Kiểm tra ăn mòn ứng suất nứt
    • Đo độ dẫn điện
    • Kiểm tra ở nhiệt độ cao
• Ứng dụng
• Hỗ trợ
  • Dịch vụ
    • Đào tạo NDT
    • Tư vấn bậc 3 về NDT
    • Hiệu chuẩn thiết bị
    • Sửa chữa thiết bị
    • Cho thuê thiết bị
    • Thiết bị NDT cũ
  • Học NDT
    • Thuật ngữ
    • Tiêu chuẩn và các chỉ dẫn kỹ thuật
    • Kiến thức và Hướng dẫn
    • Diễn đàn VISCO
    • Tường thuật
  • Tải về
    • Phần mềm
    • Catalog
    • Hướng dẫn
    • Video
• Blog
• Liên hệ
• Giới thiệu
• Tuyển dụng
• FAQ
• Site map
• Portal
• Đăng nhập