X射線衍射技術(shù)（XRD）在建筑材料檢測(cè)中的應(yīng)用

X射線衍射技術(shù)(X-ray diffraction，即XRD)，是對(duì)材料進(jìn)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(yàn)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(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)中的礦物相的定性和定量分析。

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1、技術(shù)原理

采用X射線對(duì)物質(zhì)進(jìn)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(qiáng)X射線衍射，衍射線在空間分布的方位和強(qiáng)度，與晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，并會(huì)得到物質(zhì)特有的衍射圖譜。

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2、應(yīng)用領(lǐng)域

由于XRD具有所需樣品數(shù)量少、檢測(cè)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。

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采用XRD技術(shù)可進(jìn)行物相的鑒定和定量分析，點(diǎn)陣常數(shù)測(cè)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(jì)算，可進(jìn)行納米孔結(jié)構(gòu)分析。

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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(cè)，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(duì)于測(cè)量金屬樣品的微觀應(yīng)力（晶格畸變），測(cè)量殘余奧氏體，要求制備成金相樣品，并進(jìn)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(huì)吸濕、風(fēng)化、分解，則需采取保護(hù)隔離措施，若試樣易燃、易爆、有毒，則應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施。

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4、應(yīng)用實(shí)例

采用X射線衍射分析時(shí)，掃描速度是一個(gè)很重要的試驗(yàn)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(huì)使衍射線強(qiáng)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(fèi)時(shí)間。

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試驗(yàn)前，應(yīng)事先準(zhǔn)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(cè)中，被測(cè)試試樣XRD圖譜會(huì)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(duì)強(qiáng)度次序以至衍射峰的形狀均會(huì)有所不同，將衍射圖譜與標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片進(jìn)行比對(duì)，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(duì)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(duì)樣品衍射強(qiáng)度數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，可以完成樣品物相組成的定量分析。

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5、專業(yè)檢測(cè)

中鋼國(guó)檢擁有先進(jìn)的檢測(cè)裝備和專業(yè)的檢測(cè)團(tuán)隊(duì)，在X射線衍射技術(shù)方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。幾十年來，中鋼國(guó)檢在利用X射線衍射技術(shù)對(duì)建筑材料檢測(cè)方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，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(jí)，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。