O diffractor de raios-X é uma ferramenta analítica usada para estudar a estrutura cristalina de matérias e é amplamente utilizado em áreas como ciência de materiais, química, física e biologia. Ele detecta sua estrutura cristalina, constantes de grade, orientação de cristal e outras informações analisando o mapa de difração de raios-X da matéria. Não só pode ser usado para estudar a estrutura cristalina, mas também pode ser aplicado à pesquisa de substâncias não cristalinas, nanomateriais, etc.

I. Métodos de análise

1, difração de raios X em pó

A difração de raios-X do pó éDiffractor de raios XUma das aplicações comuns é a análise de amostras em pó ou não monocristalinas. As amostras são geralmente moídas em pó fino e, em seguida, colocadas na mesa de amostras do instrumento. Como cada grão da amostra é orientado de forma diferente, os raios-X difractados de todas as direções serão uniformizados, gerando um mapa de difração integral. Ao analisar a posição e a intensidade desses picos de difração, a estrutura cristalina da amostra, a constante da grade, a composição de fase e outras informações estruturais podem ser deduzidas.

2, difração de raios-X monocristalino

A difração de raios-X monocristalina é usada principalmente para determinar com precisão a estrutura cristalina tridimensional de um único cristal. Ao contrário da difração de pó, a difração de raios-X monocristalina requer que a amostra seja monocristalina. Através da irradiação de raios-X em amostras monocristalinas, o registro de padrões de difração de diferentes direções, em combinação com algoritmos de computador, pode determinar com precisão a estrutura tridimensional do cristal. Este método é geralmente usado para análise estrutural de moléculas complexas, proteínas e outras macromoléculas.

3 - Análise quantitativa

Também pode ser usado para análise quantitativa de fase, especialmente em amostras multifásicas. Os picos de difração de diferentes fases cristalinas têm diferentes intensidades e, comparando a intensidade relativa de diferentes picos, as proporções de diferentes fases cristalinas podem ser analisadas quantitativamente. Este método é amplamente utilizado em áreas como a ciência dos materiais, a mineralogia e a metalurgia para revelar o conteúdo de diferentes fases e sua distribuição em amostras.

4, tamanho do grão e análise de estresse

A análise da largura do pico de difração de raios X permite estimar o tamanho do grão da amostra. De acordo com a forma e largura do pico de difração, o cálculo do tamanho do grão pode ser feito usando a fórmula de Shelfa. Além disso, pode ser usado para estudar a tensão residual dentro do material, revelando o estado de tensão interna da amostra através da análise de desvio e deformação de gráficos de difração, especialmente na análise de tensão de metais e ligas.

II. Área de aplicação

Ciência dos materiais: o difractor de raios-X é amplamente utilizado na ciência dos materiais para o desenvolvimento de novos materiais e controle de qualidade. Por exemplo, estude a estrutura cristalina de materiais supercondutores de alta temperatura, materiais semicondutores, materiais cerâmicos, análise de defeitos e mudanças de fase.

Química e Indústria Química: desempenha um papel crucial na síntese química e pode ser usado para detectar e confirmar a estrutura cristalina de substâncias químicas. Por exemplo, identificação estrutural de moléculas farmacêuticas, análise da estrutura cristalina do catalisador, etc.

Mineralogia e geologia: no campo da mineralogia e geologia, pode ser usado para a análise de minérios e amostras de rochas para ajudar a estudar os tipos de diferentes minerais, estrutura cristalina, composição de minerais e seus processos de deterioração.

Biologia: na pesquisa biológica, é usado para analisar a estrutura tridimensional de macromoléculas como proteínas, DNA e outros, especialmente no processo de desenvolvimento de medicamentos, para ajudar a estudar como as moléculas se ligam às moléculas farmacêuticas para desenvolver soluções de tratamento mais eficazes.

O diffractor de raios-X é uma ferramenta analítica importante e é amplamente utilizado nas áreas de pesquisa científica, indústria e produção. Ao analisar os padrões de difração das amostras, pode fornecer uma rica informação sobre a estrutura da matéria, ajudando os pesquisadores a entender as características da microestrutura da matéria, defeitos de cristal, composição de fase e outros. À medida que a tecnologia avança, as aplicações serão mais amplas em várias áreas, especialmente em áreas como novos materiais, ciências da vida e monitoramento ambiental.