(cache)X線回折法の原理 | イビデンエンジニアリング

X-0004

X線回折法の原理

X-ray Diffraction analysis, XRD

■原理
結晶性物質に原子間距離と同程度の波長を持つ単色X線を入射すると、各原子は散乱体対となってX線を散乱します。この各散乱角に対して散乱強度を記録すると、その物質特有の散乱スペクトルが得られます。回折角の位置・強度は結晶構造に特有で、回折図形から、主に無機化合物の同定ができます。



■測定事例
研磨排水が流れる配管にスケールが溜まるという不具合が発生しました。配管洗浄方法を改善する必要があるため、スケール成分を特定することにしました。

⇒XRF-EDXによる定性分析の結果、主成分はカルシウムでした。XRDによる定性分析の結　果、炭酸カルシウムでした。

■使用例と応用

<できること> ◆同じ化学式でも結晶構造の違いを判別することが出来ます。 ◆物質の同定(既知物質のピーク位置データベースからの同定) ◆配向性、結晶子径が分かります。
<できないこと> ◆非晶質(アモルファス)物質の測定 ◆イオンの価数状態や共有結合性のような価電子の状態を反映した測定

応用①：リートベルト法による結晶構造解析メリット：粉末回折データを元に、カーブフィッティングによって測定試料の格子定数、原子　　　　　座標位置を算出できます。デメリット：与えられた初期値に対しての精密化となる為、構造モデルが必要となる。の解析　　　　　　の一部)自動で最適解を算出するのではなく、初期値の値が適切か、得られた解　　　　　　が妥当か判断する必要があります。
応用②:結晶のひずみと応力測定結晶がゆがむことにより、面間隔:dが変化する。面間隔が変化することに測定されるX線ピーク位置がずれる。ピーク位置のずれにより、結晶のゆがみ、応力を測定することができます。(※測定できるサイズや範囲に制限がありますので詳細はお問い合わせください)

<試料受け入れ条件：X線回折装置>


■その他の事例(サイト内リンク)
◆貴金属触媒の分析 ◆ボイラー水管の堆積物分析

■用途例
◆主に無機結晶体の化合物の同定(XRF元素分析との併用による配管中スケールの化合物同定、鉱物・セラミックの同定など)、結晶構造変化測定 ◆主成分の同定であり、同定にはおおよそ10%以上含有していることが必要 ◆アモルファス(結晶構造が規則的でない)の状態のサンプルは測定ができません

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