一、核心配置选择
X射线源
功率与靶材:普通实验室可选3kW金属陶瓷X光管(如Cu靶),满足常规物相分析需求;高功率场景(如催化剂研究)需配置9kW转靶或液态金属靶(如布鲁克D8VENTURE的METALJET),可提升信噪比并缩短测试时间。
波长选择:Cr/Fe/Co/Mo靶材适用于特定元素分析,如Mo靶(λ=0.7107Å)适合高分辨率需求,而Cu靶(λ=1.5406Å)为通用选择。
测角仪
精度与分辨率:高精度测角仪(如±0.001°重复性)是物相定量分析的关键,理学SmartLab采用双光学编码直接定位技术,可实现1/10000度步进;布鲁克D8ADVANCE的θ-2θ联动立式测角仪则兼顾粉末与薄膜样品。
扫描范围:2θ范围需覆盖目标衍射角(如-3°至+150°),以适应小角散射(SAXS)或广角测试需求。
探测器
类型与性能:闪烁计数器适用于常规测试,而线阵探测器(如布鲁克LYNXEYEXE)可实现快速扫描(1000°/min);高灵敏度场景需选择光子计数探测器(如PHOTONIII),其动态范围达10⁶cps,适合弱信号检测。
光学附件
平行光路:Göbel镜或CBO交叉光学组件可消除轴向发散,提升分辨率至0.0001°级;
原位附件:温控范围覆盖-190℃至1300℃(如ItalstructuresAPD2000),支持电池充放电、催化反应等动态过程研究。
二、技术路线对比
传统螺杆-齿轮传动vs光学编码定位
传统机械传动:通过螺杆-齿轮副实现角度测量,精度可达±0.01°,但长期使用易磨损,需定期校准;
光学编码定位:采用直接读取编码盘信号,重复性提升至±0.001°,且无机械磨损,适合高精度需求。
单色器与滤波片选择
单色器:Cr/Fe/Co/Mo二次单色器可消除Kβ辐射干扰,提升峰背比,但会降低强度(约30%);
滤波片:Ni滤波片(针对Cu靶)可简单过滤Kβ线,成本低但分辨率略逊于单色器。
软件功能差异
基础分析:所有设备均支持物相鉴定(如PDF卡片匹配)、结晶度计算;
高级功能:布鲁克APEX软件支持Rietveld精修与结构解析,理学PDXL提供织构分析与应力测定模块,Italstructures配套软件则强化了薄膜厚度与粗糙度计算。
三、选型建议
科研机构:优先选择高功率(≥9kW)、光学编码定位测角仪及光子计数探测器,如布鲁克D8VENTURE或理学SmartLab,以支持前沿研究(如单晶结构解析、原位动态分析);
工业检测:可选3kW金属陶瓷X光管、传统机械传动测角仪及闪烁探测器,如普析通用XD-6,兼顾成本与可靠性;
特殊场景:若需条件测试(如超低温/高温),需确认设备是否配备原位附件及辐射防护系统(如ItalstructuresAPD2000的双重安全门禁)。