在線X射線衍射儀（XRD）以其高效、實(shí)時的物相分析能力，在材料科學(xué)、化學(xué)工程及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。然而，對于非晶體或液態(tài)樣品，其適用性常引發(fā)討論。下面將從技術(shù)原理、實(shí)際應(yīng)用及局限性等方面探討這一問題。
一、技術(shù)原理與非晶體/液態(tài)樣品的特性
XRD的核心原理基于晶體對X射線的衍射效應(yīng)，通過布拉格定律分析晶面間距，從而推斷物質(zhì)結(jié)構(gòu)。晶體樣品因其長程有序的原子排列，能產(chǎn)生清晰的衍射峰，適合XRD分析。然而，非晶體（如玻璃、高分子材料）和液態(tài)樣品缺乏周期性結(jié)構(gòu)，無法形成典型的衍射峰，傳統(tǒng)XRD難以直接應(yīng)用。
盡管如此，XRD并非全無法提供非晶或液態(tài)樣品的信息。例如：
1、非晶體：雖然不產(chǎn)生尖銳衍射峰，但會呈現(xiàn)寬化的“漫散射”信號，反映短程有序結(jié)構(gòu)。通過傅里葉變換等數(shù)學(xué)處理，可間接分析原子排列特性。
2、液態(tài)樣品：在特定條件下（如高溫熔融態(tài)），XRD可捕捉液-固相變過程中的瞬態(tài)結(jié)構(gòu)變化，或通過原位測量研究反應(yīng)動力學(xué)。
二、實(shí)際應(yīng)用中的嘗試與突破
1、非晶體分析
在線XRD已用于研究金屬玻璃、聚合物等非晶材料。例如，通過對比不同熱處理?xiàng)l件下的漫散射曲線，可評估原子團(tuán)簇的演化規(guī)律。部分儀器支持高分辨率數(shù)據(jù)采集，提升非晶信號的信噪比。
2、液態(tài)樣品的原位測量
在電池電解液或熔鹽反應(yīng)的研究中，在線XRD結(jié)合高溫樣品臺，可實(shí)時監(jiān)測液態(tài)相變或沉淀生成。
在線XRD對非晶體和液態(tài)樣品的測試存在一定挑戰(zhàn)，但通過技術(shù)改進(jìn)（如高亮度光源、高靈敏探測）和方法創(chuàng)新（如原位測量、數(shù)據(jù)處理算法），其應(yīng)用邊界不斷擴(kuò)展。盡管仍需針對性優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，但在線XRD已成為探索無序體系的重要工具之一。
更新時間：2025-05-29
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