Röntgenanalyse
Röntgenanalysetechniken mit Röntgenfluoreszenz-, Röntgendiffraktions- und Röntgenabsorptionsspektroskopiegeräten
Röntgenanalysetechniken mit Röntgenfluoreszenz-, Röntgendiffraktions- und Röntgenabsorptionsspektroskopiegeräten
In vielen Produktionsumgebungen oder bei der Forschung und Entwicklung können Röntgenstrahlen zur Charakterisierung von Materialien und Proben verwendet werden. Der Röntgen-Wellenlängenbereich (von 0,01 bis 10 nm) macht sie besonders geeignet für die Analyse von Strukturen, Elementen und chemischen Zuständen auf atomarer Ebene.
Es gibt einige Hauptmethoden, mit denen Röntgenaufnahmen Ihre Probe charakterisieren können.
Röntgendiffraktion (XRD) und Röntgenstreuung können zum Beispiel zur Analyse der Kristallstruktur einer Probe (Röntgenkristallographie) oder zur Identifizierung und Quantifizierung kristalliner Phasen in einer Probe (Röntgen-Pulverdiffraktion/XRPD) eingesetzt werden.
Röntgendiffraktometer können auch um Tools und Zubehör erweitert werden, um die innere Struktur eines Objekts darzustellen, oder die Röntgenstreuung zur Bestimmung der Größenverteilungen von Nanopartikeln zu verwenden.
Die Röntgenfluoreszenz (XRF) ist ein weit verbreitetes, zerstörungsfreies und schnelles Verfahren zur Bestimmung der elementaren Zusammensetzung eines Materials, für das nur eine minimale Probenvorbereitung erforderlich ist.
XRF-Analysatoren können für verschiedene Anwendungen verwendet werden, vom Testen eingehender Waren auf toxische Elemente bis hin zur präzisen Analyse in produktionskritischen Umgebungen mit hohem Durchsatz.
Malvern Panalytical bietet eine Reihe von XRF-Analysatoren für Ihre Anforderungen.
Die Röntgenabsorptionsspektroskopie (XAS) ist ein leistungsfähiges, elementspezifisches Verfahren, mit dem die lokale chemische Umgebung, die Oxidationsstufe und die atomare Koordination von Elementen innerhalb eines Materials untersucht werden können.
Durch Messung der Absorption von Röntgenstrahlen, deren Energie über die Absorptionskante eines Elements hinweg variiert, liefert die XAS detaillierte Informationen über die elektronische Struktur und die Nahordnung – selbst in amorphen, ungeordneten oder verdünnten Systemen, bei denen Diffraktionsverfahren nur begrenzt Erfolg zeigen.
Die XAS umfasst Verfahren wie die Röntgen-Nahkanten-Absorptionsspektroskopie (XANES) und Röntgenabsorptionsspektroskopie der kantennahen Feinstruktur (EXAFS), wodurch sie für die Forschung in den Bereichen Katalyse, Energiespeicherung, Umweltwissenschaften, Bergbau, moderne Materialien und Biowissenschaften von großem Wert ist.
Malvern Panalytical bietet XAS-Lösungen an, mit denen Forscher tiefere Einblicke in die Materialchemie und -struktur gewinnen können.
XRD, XRF und XAS sind sich ergänzende Verfahren mit zahlreichen Gemeinsamkeiten, da sie alle Röntgenwechselwirkungen nutzen, um Informationen über Materialien zu liefern. Die jeweils bereitgestellten Informationen unterscheiden sich jedoch sehr.
XRD liefert Informationen über die in einer Probe vorhandenen kristallinen Phasen und kann zwischen Verbindungen unterscheiden, z. B. zwischen verschiedenen Oxidationsstufen (Fe₂O₃/Fe₃O₄) oder zwischen verschiedenen Polymorphen (Hämatit vs. Maghemit, beide Eisenoxid Fe₂O₃).
XRF gibt Auskunft über die chemische (Element-)Zusammensetzung einer Probe, d. h. darüber, welche Elemente (Fe, O) in welchen Mengen vorhanden sind. Einer der Hauptvorteile von XRF ist, dass es die Menge eines chemischen Elements mit einer Genauigkeit bis zu 100 ppb (Teile pro Milliarde) erkennen kann. Die Probenvorbereitung für XRF ist im Vergleich zu alternativen Techniken außerdem schnell, einfach und sicher.
XAS liefert Informationen über die lokale atomare Umgebung und die elektronische Struktur eines bestimmten Elements. Sie kann Oxidationsstufen, Koordinationszahlen, Bindungslängen und chemische Speziation bestimmen und ist daher besonders hilfreich bei der Untersuchung von Katalysatoren, Batteriematerialien, geologischen Proben und komplexen funktionalen Materialien.
Zusammen ermöglichen diese Techniken ein umfassendes Verständnis der Zusammensetzung, Struktur und chemischen Eigenschaften eines Materials.
Malvern Panalytical ist ein weltweit führender Anbieter von Röntgenanalysegeräten mit jahrzehntelanger Erfahrung.
Wir bieten eine breite Palette an Lösungen, von benutzerfreundlichen Tischsystemen bis hin zu umfassenden Standsystemen mit voller Leistung für Anwendungen mit XRF, XRD und XAS.
Diese Verfahren ergänzen sich. In vielen Produktions- und Forschungsumgebungen werden mehrere Röntgenanalysemethoden gemeinsam eingesetzt, um eine optimale Qualitätskontrolle, ein optimales Verständnis der Prozesse und eine optimale Materialcharakterisierung zu gewährleisten.
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