Com o XRDynamic 500, você obtém dados de espalhamento total de alta qualidade, ideais para a análise da função de distribuição de pares (PDF) no próprio laboratório. Assim, é possível investigar rapidamente a estrutura atômica local de materiais cristalinos, nanoestruturados e amorfos, sem depender de longas esperas por tempo de feixe em grandes instalações. O amplo raio do goniômetro, o trajeto do feixe sob vácuo, os espelhos dedicados à radiação Kα1,2 e o detector Pixos 2000 CdTe garantem estatística robusta em altos valores de Q e alta resolução em Q. O alinhamento automatizado do tubo e da ótica, aliado ao controle das fendas de Soller, reduz o esforço de configuração e encurta o tempo de varredura para cerca de uma hora em muitos materiais, integrando as opções padrão de DRX e PDF em um fluxo de trabalho único e reprodutível.

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Fundamentos e benefícios do PDF por raios X

A análise da função de distribuição de pares por raios X (espalhamento total) complementa a difração convencional ao revelar a ordem de curto e de médio alcance.

O que PDF de raios X revela

A função de distribuição de pares por raios X mostra como os átomos se organizam localmente: a que distância estão entre si e como essa ordem varia em escalas de curto e médio alcance. Isso ajuda a explicar por que um catalisador é ativo, por que um eletrodo de bateria perde capacidade ou por que uma formulação amorfa permanece estável. Você pode determinar a estrutura atômica sem depender de picos de Bragg bem definidos, o que permite agir mais cedo e reduzir os ciclos de tentativa e erro.

Quando usar

Recorra à análise da função de distribuição de pares por raios X quando a relação estrutura-propriedade  depender da ordem local do material: nanomateriais, catalisadores, eletrodos de bateria, ligas metálicas, produtos farmacêuticos, vidros e outros sistemas amorfos ou desordenados. O método complementa a DRX convencional ao elucidar comportamentos que a cristalografia, focada na ordem de longo alcance, por si só, não consegue descrever.

Q, Qmax e resolução

Um Qmax mais alto aumenta o nível de detalhe que pode ser resolvido na PDF; uma elevada relação sinal-ruído em valores altos de Q mantém os resultados confiáveis. O XRDynamic 500 permite usar Mo Kα e Ag Kα para coletar dados em uma ampla faixa de Q, com alta resolução em Q. Esta última permite distinguir características que se mantêm em valores mais altos de r, possibilitando a avaliação de tamanhos de domínio e de mudanças estruturais sutis.

Configuração de difratômetro laboratorial para análise de PDF

O sistema combina a fonte de raios X, a ótica, o detector e a automação ideais para que você obtenha dados consistentes de espalhamento total para análise de PDF dentro de prazos viáveis.

Fontes e ótica

Alterne entre Mo Kα e Ag Kα para equilibrar intensidade e Q máximo alcançável. Mo oferece alta intensidade para medições de rotina eficientes; Ag amplia o Qmax quando é necessária maior resolução no espaço real. O alinhamento automático do instrumento e a ótica modular tornam a troca simples e reprodutível.

Detecção para reduzir o tempo de varredura

O detector de CdTe aumenta a eficiência quântica em altas energias de raios X, melhorando a estatística de contagem em valores elevados de Q. Isso gera PDFs mais limpos, com menos ruído, e reduz o tempo total de varredura em comparação com detectores convencionais de silício usados em medições de rotina.
 

Baixo ruído de fundo, alta estabilidade

Um caminho do feixe sob vácuo reduz o espalhamento no ar, permitindo que os sinais difusos da amostra se destaquem. Um goniômetro de grande raio e espelhos de focalização proporcionam alta resolução em Q, ajudando a reduzir o amortecimento em Q e a preservar as características da PDF em faixas mais amplas de r.
 

Impacto em tempo e custo

Para algumas amostras, uma varredura de cerca de uma hora já fornece dados suficientes para gerar funções de distribuição de pares prontas para ajuste, permitindo a tomada de decisões no mesmo dia. Varreduras mais longas e radiação Ag Kα permanecem disponíveis para casos mais complexos. Consolidar a DRX convencional e a análise de PDF em uma única plataforma evita o transtorno de medições externas, incluindo agendamento e deslocamento, e ainda simplifica o treinamento e a manutenção.

Análise por PDF de raios X em materiais cristalinos e amorfos

Resultados representativos mostram como a análise de PDF por raios X embasa decisões confiáveis na pesquisa de materiais e apoia a qualificação de métodos.

Exemplo cristalino (CaF₂): alta confiabilidade do ajuste

As PDFs de CaF₂ apresentam bom ajuste a modelos estruturais padrão, com resíduos baixos e parâmetros de rede estáveis, indicando alinhamento correto e estatística de contagem robusta. Para tomadores de decisão, isso se traduz em fluxos de trabalho previsíveis e menos repetições ao expandir para mais amostras ou locais.

Exemplo de material amorfo (vidro de SiO₂)

Mesmo sem picos de difração bem definidos, a análise de PDF permite determinar as distâncias interatômicas de Si–O, O–O e Si–Si e revela feições que convergem por volta de 9 Å, compatíveis com a ausência de ordem de longo alcance. As equipes podem confirmar em horas, e não em semanas, se alterações no processo de produção afetam a estrutura de curto alcance.
 

XRDynamic 500: possibilita a análise de PDF com um difratômetro de laboratório

XRDynamic 500 é um difratômetro de raios X de laboratório projetado para adquirir dados de espalhamento total de alta qualidade, ideais para análise da função de distribuição de pares (PDF). O goniômetro de grande raio, o caminho do feixe sob vácuo e a ótica Kα de focalização proporcionam alta resolução em Q; os tubos de Mo e Ag ampliam o Qmax, permitindo resolver detalhes mais finos no espaço real. O detector de CdTe mantém alta estatística de contagem em valores elevados de Q, reduzindo o tempo de aquisição de dados de espalhamento total necessário para obter G(r). 

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Visualize a estrutura local com clareza e tome decisões sobre materiais com mais rapidez e menor risco, tudo em um único instrumento.

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