借助 XRDynamic 500,您可在自有实验室内获取适用于X射线对分布函数分析的高质量总散射数据。 从而无需长时间等待大型设施的束线机时,即可更快开展对晶体、纳米材料及非晶材料局部原子结构的研究。 大半径测角仪、真空光路、专用 Kα1,2 反射镜以及 Pixos 2000 CdTe 探测器,可在高 Q 区域提供良好的统计质量和较高的 Q 分辨率。 自动化射线管/光学系统对中和 Soller 狭缝控制可减少设置工作量,使多种材料的常规扫描时间缩短至约一小时;同时,在统一且可重复的工作流程中保留常规 XRD 与 PDF 分析功能。

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X射线 PDF 基础与优势

X射线对分布函数分析(总散射)通过解析短程和中程有序,为常规衍射分析提供补充。

X射线 PDF 可揭示什么

X射线对分布函数可揭示局部排列、原子间距,以及这种有序性在短程和中程尺度上的变化。 由此可了解催化剂活性的来源、电池电极衰减的原因,以及无定形配方保持稳定的机理。 即使没有尖锐的布拉格峰,也能解析原子结构,帮助您更早做出判断,减少反复试错。

适用场景

当材料的结构-性能关系取决于局部有序时,可采用X射线对分布函数分析:适用于纳米材料、催化剂、电池电极、金属合金、药物、玻璃及其他非晶或无序体系。 该方法可作为常规XRD的补充,帮助阐明仅凭长程有序晶体学信息难以解释的材料行为。

Q、Qmax 和分辨率

更高的 Qmax 有助于提升 PDF 可分辨的结构细节;在高 Q 区域保持较高的信噪比,则有助于确保结果可靠。 XRDynamic 500 提供 Mo Kα 和 Ag Kα 光源选项,可在保持高 Q 分辨率的同时采集宽 Q 范围数据。 较高的 Q 分辨率有助于分辨在更大 r 范围内仍然存在的特征,从而评估结构域尺寸及细微的结构变化。

用于 PDF 分析的实验室衍射仪配置

该系统集成了X射线光源、光学系统、探测器及自动化功能,使团队能够在合理时间内获得适用于PDF分析的稳定、一致的总散射数据。

X射线源与光学系统

可在 Mo Kα 与 Ag Kα 之间灵活切换,以兼顾强度与可达到的最大 Q 范围。 Mo 可提供更高强度,适合高效开展日常扫描;在需要更高实空间分辨率时,Ag 可将 Qmax 扩展到更高范围。 仪器自动对中与模块化光学系统让切换更便捷,同时保持良好的重现性。

缩短扫描时间的检测技术

CdTe 探测器对高能 X 射线具有更高的量子效率,可提升高 Q 区域的数据统计质量。 这意味着,相较于常规测量中使用的标准 Si 探测器,可获得噪声更低、更加清晰的 PDF 结果,并缩短整体扫描时间。
 

低本底,高稳定性

真空光路可减少空气散射,使样品产生的漫散射信号更加突出。 大半径测角仪结合聚焦反射镜,可实现高 Q 分辨率,并有助于减小 Q 阻尼,从而在更宽的 r 范围内保留 PDF 特征。
 

时间与成本影响

对于部分样品,约 1 小时的扫描即可获得可用于生成满足拟合要求的原子对分布函数(PDF)的数据,帮助您在当天作出决策。 对于更复杂的样品,还可选择延长扫描时间并采用 Ag Kα 辐射。 将常规 XRD 与 PDF 分析整合到同一平台,可减少外部测量带来的预约和差旅等额外安排,并简化培训与维护流程。

晶态与非晶态材料的 X 射线 PDF 分析

代表性结果表明,X 射线 PDF 分析可为材料选择、研究决策和方法验证提供可靠依据。

晶体示例(CaF₂):值得信赖的拟合质量

CaF₂的PDF数据与标准结构模型拟合良好,残差低、晶格参数稳定,说明系统对准良好,且数据统计质量可靠。 对决策者而言,这意味着在扩展到更多样品或更多站点时,流程更易预测,也有助于减少重复测试。

非晶态示例(SiO₂ 玻璃)

即使不存在尖锐的衍射峰,PDF 仍能分辨 Si–O、O–O 和 Si–Si 的原子间距,并显示这些特征在约 9 Å 处趋于收敛,这与缺乏长程有序相一致。 因此,团队通常可在数小时内而非数周后判断生产工艺调整是否会影响短程结构。
 

XRDynamic 500:实验室衍射仪助力 PDF 分析

XRDynamic 500 是一款实验室 X 射线衍射仪,专为获取适用于原子对分布函数(PDF)分析的高质量总散射数据而设计。 大半径测角仪、真空光路和 Kα 聚焦光学系统可实现高 Q 分辨率;Mo 和 Ag X 射线管可提高 Qmax,从而分辨更精细的实空间细节。 CdTe 探测器可在高 Q 区域保持良好的计数统计质量,从而缩短获取 G(r) 所需的总散射数据采集时间。 

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一台仪器,即可清晰解析局部结构,帮助您更快做出更稳妥的材料决策。

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