تحليل حيود الأشعة السينية (XRD)

حيود الأشعة السينية (XRD ) تقنية تُستخدم لتحديد التركيب الذري والجزيئي للمواد البلورية. في هذه التقنية، يتسبب التركيب البلوري في حيود حزمة الأشعة السينية الساقطة في اتجاهات محددة. يُستخدم حيود الأشعة السينية للمساحيق بشكل شائع لتحديد الأطوار عن طريق قياس زوايا الحيود وشدة حزم الحيود، ومقارنة نمط الحيود الناتج بقاعدة بيانات مرجعية لبيانات الحيود.

حيود الأشعة السينية (XRD) هي طريقة علمية لتحديد المواقع أو الترتيبات الدقيقة للذرات في مادة بلورية أو غير متبلورة حيث تضرب أشعة الأشعة السينية البلورة، مما يتسبب في حيود شعاع الضوء في العديد من الاتجاهات المحددة.

يعتبر حيود الأشعة السينية التقنية الأساسية للحصول على معلومات حول البنية الذرية للمواد الصلبة البلورية وهو أحد التقنيات المعملية القياسية الأساسية. تعتمد هذه التقنية على تداخل موجات الأشعة السينية التي تنتشر بشكل مرن بواسطة مجموعة من الذرات الموجهة في اتجاه محدد في البلورة. تتداخل الموجات المنتشرة بواسطة ذرتين a وb بشكل بناء مع بعضها البعض عندما يكون فرق مسارهما مساويًا لعدد صحيح من الأطوال الموجية.

يعد حيود الأشعة السينية أداة مهمة لدراسة البوليمرات غير المتبلورة وشبه البلورية. يتم استخدامه لتحليل العديد من خصائص البنية الدقيقة للمادة، بما في ذلك معلمات الشبكة، ووجود العيوب، والتوجهات البلورية (الملمس)، ودرجة التبلور.

في أبحاث المواد، لدى العلماء العديد من الأسئلة التحليلية المتعلقة بالتركيب الكيميائي والبنية البلورية للمواد. حيود الأشعة السينية (XRD) هي التقنية المعملية الوحيدة التي تحصل بشكل غير مدمر ودقيق على معلومات مثل التركيب الكيميائي، والبنية البلورية، واتجاه البلورة، وحجم البلورة، وإجهاد الشبكة، والتوجه المفضل وسمك الطبقة. ولهذا السبب يستخدم باحثو المواد هذه التقنية لتحليل مجموعة واسعة من المواد، من المساحيق إلى المواد الصلبة والأغشية الرقيقة والمواد النانوية.

حيود الأشعة السينية (XRD) هي تقنية تحليلية غير مدمرة متعددة الاستخدامات تستخدم لتحليل الخصائص الفيزيائية مثل تركيب الطور والبنية البلورية واتجاه عينات المسحوق والمواد الصلبة والسائلة.

تتكون العديد من المواد من بلورات صغيرة. يُطلق على التركيب الكيميائي والنوع البنيوي لهذه البلورات اسم "الأطوار". يمكن أن تكون المواد عبارة عن مخاليط أحادية الطور أو متعددة المراحل وقد تحتوي على مكونات بلورية وغير بلورية. في جهاز حيود الأشعة السينية، تعطي المراحل البلورية المختلفة أنماط حيود مختلفة. يمكن إجراء تحديد الطور عن طريق مقارنة أنماط حيود الأشعة السينية التي تم الحصول عليها من عينات غير معروفة مع الأنماط الموجودة في قواعد البيانات المرجعية.

يتكون جهاز الأشعة السينية من ثلاثة عناصر رئيسية: مصدر الأشعة السينية، وحامل العينة، وكاشف الأشعة السينية. تضيء الأشعة السينية التي ينتجها المصدر العينة. ثم يتم تشتيتها بواسطة طور العينة وتدخل إلى الكاشف. من خلال تحريك الأنبوب أو العينة والكاشف لتغيير زاوية الحيود (الزاوية بين الشعاع الساقط والشعاع المنحرف)، يتم قياس الشدة وتسجيل بيانات الحيود. اعتمادًا على هندسة مقياس الانعراج ونوع العينة، يمكن أن تكون الزاوية بين الشعاع الساقط والعينة ثابتة أو متغيرة وعادة ما تتوافق مع زاوية الشعاع المنعرج.

ويعتمد العديد من الباحثين في المختبرات الصناعية والعلمية على تحليل حيود الأشعة السينية (XRD) كأداة لتطوير مواد جديدة أو زيادة كفاءة التصنيع. وتتبع الابتكارات في مجال حيود الأشعة السينية عن كثب الأبحاث المتعلقة بالمواد الجديدة، مثل تكنولوجيا أشباه الموصلات أو الأبحاث الدوائية. يهدف البحث الصناعي إلى زيادة سرعة وكفاءة عمليات الإنتاج بشكل متزايد. تؤدي تحليلات حيود الأشعة السينية الآلية بالكامل في مواقع إنتاج مواد التعدين والبناء إلى حلول أكثر فعالية من حيث التكلفة للتحكم في الإنتاج.

الاستخدامات الرئيسية لحيود الأشعة السينية هي: التحليل الطوري النوعي والكمي للمواد النقية والمخاليط. الطريقة الأكثر شيوعًا لتحليل الطور تسمى عمومًا حيود مسحوق الأشعة السينية. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام هذه التقنية في تحليل التغيرات الطورية في ظل ظروف محددة أخرى مثل درجة الحرارة والرطوبة والضغط المطبق. وبالمثل، يتم استخدام هذه التقنية لتحليل الخصائص الفيزيائية مثل حجم البلورة (القطر)، واتجاه البلورة والإجهاد المتبقي (تسمى هذه معًا البنية الدقيقة للمواد متعددة البلورات).

يمكن أيضًا استخدام العديد من هذه التقنيات للمواد الطبقية متعددة البلورات مثل الطلاءات والأغشية الرقيقة. تستخدم دراسات المناطق الصغيرة في المواد متعددة البلورات طريقة تسمى الحيود الدقيق.

تتمتع مؤسستنا بطاقم عمل قوي يتابع عن كثب التطورات في مجال العلوم والتكنولوجيا في العالم ويطور نفسه باستمرار. ومن بين العديد من دراسات الاختبار والقياس والتحليل والتقييم المقدمة للشركات في مختلف القطاعات، هناك أيضًا خدمات "تحليل حيود الأشعة السينية (XRD))".