X射線衍射技術(shù)（XRD）在建筑材料檢測中的應(yīng)用

X射線衍射技術(shù)(X-ray diffraction，即XRD)，是對材料進行X射線衍射，分析其衍射圖譜，獲得材料的成分、材料內(nèi)部原子或分子的結(jié)構(gòu)或形態(tài)等信息的研究手段。XRD采用單色X射線為衍射源，一般可穿透固體，從而驗證其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此XRD可以給出材料的體相結(jié)構(gòu)信息。通過XRD技術(shù)，可實現(xiàn)對物質(zhì)中的礦物相的定性和定量分析。

 

1、技術(shù)原理

采用X射線對物質(zhì)進行衍射分析，不同原子散射的X射線相互干涉，在某些特殊方向上產(chǎn)生強X射線衍射，衍射線在空間分布的方位和強度，與晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，并會得到物質(zhì)特有的衍射圖譜。

 

2、應(yīng)用領(lǐng)域

由于XRD具有所需樣品數(shù)量少、檢測速度快、無污染、不損失檢材及數(shù)據(jù)處理方便等特征，因此X射線衍射分析法作為材料結(jié)構(gòu)和成分分析的一種現(xiàn)代科學(xué)方法，已在建筑材料、化學(xué)、生物等科學(xué)研究和行業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。

 

采用XRD技術(shù)可進行物相的鑒定和定量分析，點陣常數(shù)測定，晶粒大小，微觀應(yīng)力，殘余應(yīng)力分析及薄膜分析，平行光路幾何用于表面粗糙和不規(guī)則形狀物體的相鑒定分析，小角X射線散射，直接分析納米粒子的粒度，孔徑分布計算，可進行納米孔結(jié)構(gòu)分析。

 

3、樣品要求

X射線衍射技術(shù)適用于多種類型產(chǎn)品的檢測，送檢樣品可為粉末狀、塊狀、薄膜、鍍膜及其它形狀。樣品種類不同，具體要求也有所區(qū)別：

①粉末樣品需要量約為2g以上（視其密度和衍射能力而定），送檢粉末樣品需預(yù)先干燥并研磨至大于200目；

②塊狀和薄膜樣品要求寬度不小于1.5cm、厚度不大于0.5cm近似平面試樣；

③對于測量金屬樣品的微觀應(yīng)力（晶格畸變），測量殘余奧氏體，要求制備成金相樣品，并進行普通拋光或電解拋光，消除表面應(yīng)變層；

④若樣品在空氣中不穩(wěn)定，會吸濕、風化、分解，則需采取保護隔離措施，若試樣易燃、易爆、有毒，則應(yīng)采取相應(yīng)的防護措施。

 

4、應(yīng)用實例

采用X射線衍射分析時，掃描速度是一個很重要的試驗參數(shù)，要根據(jù)不同建材產(chǎn)品的特征選擇合適的掃描速度。如果掃描速度太快，會使衍射線強度下降，線形發(fā)生畸變，導(dǎo)致峰位偏移，分辨率下降；如果掃描速度太慢，又太浪費時間。

 

試驗前，應(yīng)事先準備好X射線衍射儀等設(shè)備，并選擇合適的掃描范圍、掃描電壓和電流等條件。在檢測中，被測試試樣XRD圖譜會被清晰地呈現(xiàn)出來，如下圖所示案例：

由于不同物質(zhì)其衍射圖譜在衍射峰數(shù)目、角度位置、相對強度次序以至衍射峰的形狀均會有所不同，將衍射圖譜與標準PDF卡片進行比對，通過樣品的X射線衍射圖譜與已知的晶態(tài)物質(zhì)的X射線衍射圖譜的對比分析便可以完成樣品物相組成和結(jié)構(gòu)的定性鑒定；通過對樣品衍射強度數(shù)據(jù)的分析計算，可以完成樣品物相組成的定量分析。

 

5、專業(yè)檢測

中鋼國檢擁有先進的檢測裝備和專業(yè)的檢測團隊，在X射線衍射技術(shù)方面具有獨特優(yōu)勢。幾十年來，中鋼國檢在利用X射線衍射技術(shù)對建筑材料檢測方面積累了豐富的經(jīng)驗，為廣大客戶解決了很多難題。未來，隨著技術(shù)手段的不斷創(chuàng)新和設(shè)備的不斷完善升級，X射線技術(shù)在材料分析領(lǐng)域必將擁有更廣闊的應(yīng)用前景。