리튬 배터리 산업에서 X-선 회절 기술의 적용 원리
X-선은 파장이 약 0.001nm에서 10nm에 이르는 고주파수 전자기파입니다. 그것은 강한 관통력과 일정량의 방사선을 가지고 있습니다. X선은 고속의 전자 등의 고에너지 방사선류(γ선, 중성자류 등)가 다른 물질과 충돌하면 속도가 급격하게 저하되어 물질의 내부 원자와 상호 작용하여 발생합니다.
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회절계의 다른 대상 물질(다른 원자 번호, 외부 층의 다른 전자 구성)은 다른 특성 X선 파장을 생성합니다. 더 긴 파장을 가진 표적 물질로부터 얻은 회절 패턴 피크 위치는 선 2 θ를 따라 있습니다. 축은 규칙적으로 늘어납니다. 더 짧은 파장을 가진 표적 물질로부터 얻은 회절 패턴 피크 위치는 가장자리 2θ를 따라 축이 규칙적으로 압축됩니다. 그러나 회절 스펙트럼에서 구한 샘플 평면 사이의 거리 값은 모두 동일합니다.
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서로 다른 결정 내에서 원자의 배열이 독특하기 때문에 해당 회절 패턴이 독특하고 이것이 위상 분석을 수행할 수 있는 이유이기도 합니다. 회절 패턴에서 회절 피크의 분포 패턴은 결정 셀의 크기, 모양 및 방향에 의해 결정됩니다. 회절 피크의 강도는 원자의 유형과 결정 셀에서의 원자 위치에 따라 결정되지만 샘플의 질량 흡수 계수는 들어오는 광선의 파장과 관련이 있습니다. 따라서 다른 레이크 재료로 얻은 동일한 샘플에서 회절 피크의 강도도 다를 것입니다.
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XRD의 원리를 깊이 이해하려면 하나의 방정식과 하나의 공식인 브래그 방정식과 쉐러 방정식도 알아야 합니다.
브래그 방정식(브래그 방정식): 결정에서 X선 회절이 충족해야 하는 기본 조건으로, 회절광선의 방향과 결정 구조 간의 관계를 반영합니다. 공식: 2dsin θ = N λ (θ는 입사각, 2θ는 회절각, d는 결정면 간격, n은 회절 차수, λ는 X선의 파장입니다.
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쉐러 방정식: 결정립 크기와 회절 피크의 반치폭 사이의 관계를 설명하는 데 사용됩니다. 공식: D=K λ / β 코사인 θ (D는 입자 크기, β는 회절 피크의 반치 폭을 측정하기 위해, θ는 회절각, λ는 X선 파장, K는 쉐러 상수입니다.
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