XRD衍射系統(tǒng)在材料分析領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,掌握其精準(zhǔn)的操作步驟,是獲取可靠數(shù)據(jù)的前提。
操作前,樣品制備是關(guān)鍵基礎(chǔ)。選取具有代表性的試樣,若是固體塊狀樣品,需將其表面打磨平整光滑,去除表層雜質(zhì)與氧化層,確保測試面能準(zhǔn)確反映材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息;對于粉末樣品,要研磨至顆粒細(xì)膩均勻,隨后通過壓片機壓制成平整的圓片,保證樣品表面無裂紋、孔隙分布均勻,且厚度適宜,一般控制在幾毫米左右,以便X射線能均勻穿透。
開啟XRD衍射系統(tǒng)后,第一步是進行儀器初始化。打開配套的控制軟件,點擊“初始化”按鈕,此時系統(tǒng)會自動對光路、探測器等關(guān)鍵部件進行自檢與校準(zhǔn),檢查X射線發(fā)生器能否正常產(chǎn)生穩(wěn)定射線,探測器是否靈敏,各機械部件如轉(zhuǎn)軸、狹縫調(diào)節(jié)裝置等運動是否正常,這一過程如同為精密儀器熱身,保障后續(xù)測量精準(zhǔn)無誤。

接著進入?yún)?shù)設(shè)置環(huán)節(jié)。依據(jù)樣品特性與測試目的,在軟件界面輸入各項參數(shù)。其中,掃描角度范圍至關(guān)重要,需根據(jù)已知材料的晶體結(jié)構(gòu)信息或預(yù)研結(jié)果大致確定可能出現(xiàn)衍射峰的區(qū)間,合理設(shè)置起始與終止角度,避免遺漏關(guān)鍵衍射信號或引入過多無用噪聲;掃描步長決定數(shù)據(jù)采樣密度,步長越小,數(shù)據(jù)越精細(xì),但耗時越久,通常在0.01°-0.1°間權(quán)衡選擇;掃描速度則結(jié)合樣品量、儀器性能等因素,一般在0.5°/min-5°/min范圍內(nèi)調(diào)整,確保既能捕捉微弱信號,又不影響整體效率。
參數(shù)設(shè)定完畢,將準(zhǔn)備好的樣品小心放置于樣品臺要求位置,調(diào)整樣品臺高度、角度,使樣品處于X射線光束聚焦中心,且表面與射線垂直,保證入射角精準(zhǔn),這是獲取高質(zhì)量衍射圖譜的必要條件。
一切就緒后,啟動掃描程序。儀器依設(shè)定參數(shù)開始工作,X射線穿透樣品,在探測器上形成響應(yīng)信號,軟件實時記錄并繪制衍射圖譜。掃描期間,需密切關(guān)注儀器運行狀態(tài),若出現(xiàn)異常提示,如射線強度驟變、探測器過熱等,應(yīng)立即暫停檢查。
掃描完成后,保存衍射數(shù)據(jù)與圖譜。對圖譜進行初步觀察,查看有無明顯噪聲干擾、衍射峰是否清晰可辨。若結(jié)果不理想,需排查是樣品問題,如制備不均、位置偏移,還是儀器參數(shù)設(shè)置不當(dāng),針對性調(diào)整后重新測試,直至獲得滿足分析要求的優(yōu)質(zhì)衍射圖譜,為后續(xù)材料物相鑒定、晶體結(jié)構(gòu)分析等提供有力依據(jù)。