XRD 基本概念

X 光繞射儀 (XRD) 是高效的、非破壞性的工具之一，可用以鑑定和分析多晶形材料，特別是針對其結晶學、多形性結構、晶相與結晶性變化進行分析。依據 Bragg's law 測量主要 X 光光束的繞射角度 (λ = 2d sinθ，其中 λ： 波長，d：d 間距，θ：繞射角度)，可在許多研究和產業應用中進行多種多晶形材料的特性分析及鑑定。

XRD是應用於應用材料、地質樣本、製藥、奈米材料等多種產業的常規儀器。有時，部分例行品質保證和原物料 (水泥、金屬等) 管控的特性分析比較適合使用整合式儀器，例如 X 光繞射及螢光光譜儀 (XRF-XRD)。

如果您想要深入瞭解 XRD 或 XRF-XRD 儀器在您領域的應用，請洽詢我們的團隊成員。

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XRD 基礎

什麼是 XRD？

X 光繞射儀 (XRD) 是固態科學的基礎技術，可為結晶樣本的成分和結構排列提供獨到見解。根據 Bragg's law (布拉格定律)，藉由測量主要 X 光光束的繞射強度和繞射角度來獲取相關資料。在符合此定律的情況下，可在透射或反射模式中安排不同的設定來分析樣本。

X 光繞射是X光與晶體原子作用的一種現象，晶體原子間距一致性產生 X 光入射光束中的波干涉譜圖。該晶體的原子對 X 光的作用就如同刻劃光柵對光束的作用一樣 (請參見極化)。每種物質皆有專屬的干涉譜圖，可提供關於晶體內原子或分子的結構資訊。

在 XRD 測量中，樣本會放置於樣本室中，然後以相關繞射幾何所定義的角度，使用主要 X 光光束進行撞擊。Bragg-Brentano 幾何是最常用於粉末 XRD 的方法之一，又稱為 XRPD。其仰賴多個可移動部零件來偵測樣本中的次要散射 X 光，並取得完整的繞射譜圖。

若滿足 Bragg's law (布拉格定律)，當主要 X 光光束與樣本作用互動時，便會繞射並產生可由偵測器擷取到的次要波束。如此便會產生繞射圖形，這便是樣本獨特結晶結構的特性分析。

搭載 PSD 即時偵測器的非對稱模式
搭載 PSD 即時偵測器的非對稱模式

與需要可移動部件及測角器的 Bragg-Brentano 幾何相比，使用 Thermo Scientific PSD (定位感應式偵測器) 可取得即時完整譜圖而無需任何可移動部件。此類幾何的圖解顯示於此。

XRD 譜圖可用於多種晶體結構分析，例如點陣常數的精密測定，晶粒尺寸的計算，結晶度計算等。這是在許多科學研究和工業產業中，最為廣泛接受的晶相控制 (包括多形性) 和定量分析的方法之一。

應用

瞭解您的材料結構，有助您因應科研或工業領域特有的新挑戰。我們提供的產品、服務和技術可協助您瞭解任何材料。請參見 XRD 在下列領域的資源清單：

ARL EQUINOX 粉末 X 光繞射儀採用曲線定位感應式 (CPS) 快速偵測器可以搭配各種附件在不同的測量模式及環境下測量樣本，尤其適用於研究高溫或低溫晶相轉換，以及定義薄膜特性與其他屬性。

XRD 產品

XRD 產品指南

Thermo Fisher Scientific 粉末 X 光繞射儀，包含輕巧緊湊的桌上型 XRD 和全功能的落地型 XRD。

ARL EQUINOX 粉末 X 光繞射儀可以根據您的需求搭配各種附件使用，透過快速偵測器進行即時數據擷取。

  • 多晶形材料的結構和晶相分析
  • 定性和定量晶相分析
  • 同素異形鑑定和非晶態與結晶態比例分析晶相
  • 晶粒尺寸與優先位向
  • 薄膜分析：低掠角入射 XRD (GIXRD)、X 光反射 (XRR) 分析
  • 原位研究：晶相轉換及結構變化 (高低溫、非環境空氣、不同濕度下...)
ARL EQUINOX 100 XRD

ARL EQUINOX 100

ARL EQUINOX 100 採用完全整合式水冷系統，使用標準電源，在空間優先的情況下，可作為快速數據擷取的完美工具。其卓越的效能，是專為符合成本效益的解決方案所設計，可用於產業實驗室的例行 QC/QA，或是為 R&D 科研實驗室或教學提供結構和晶相分析。

ARL EQUINOX 1000 XRD

ARL EQUINOX 1000

ARL EQUINOX 1000 桌上型全功率XRD是縮減空間佔用的理想儀器，可為產業實驗室提供快速測量和高解析度的例行 QC/QA，或是為 R&D 科研實驗室或教學提供結構和晶相分析。提供各式試樣架：可用於粉末透射和反射模式、塊狀、薄膜或原位研究，以及自動樣本交換器。

ARL EQUINOX 3000 XRD

ARL EQUINOX 3000

Thermo Scientific ARL EQUINOX 3000 是一款易於使用的多用途 X 光繞射儀，採用獨特的曲線定位感應式 (CPS) 偵測器，非常適合用於快速測量。本產品提供研究等級解析度和包括偵測器、X 光源，光學部件，樣本附件在內的全方位多功能選項，其特殊設計使其特別適用於原位研究。

精選 XRD 影片

ARL EQUINOX 100：輕巧、經濟實惠、可移動的桌上型 XRD 系統，可用於 QA/QC、學術及例行應用

ARL EQUINOX 3000：高解析度偵測器、大樣本和多種X 光源選項，可進行快速準確測量，科學研究等級繞射系統

ARL EQUINOX 100 XRD 示範

Analysis of polymorphism in pharmaceuticals using XRD technique

Analysis of advanced layers and coatings using XRD technique

End-to-end polymer formulation and analysis with XRD and extrusion techniques

Analysis of high-value forensic and geological samples using XRD technique

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Powder XRD Quick Guide Poster

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