什么是微区衍射?

微小样品或局部区域的 XRD 分析,包括衍射图谱映射

对微小样品或大样品局部区域进行的 X 射线衍射(XRD)分析通常称为微区衍射(microdiffraction)。当样品尺寸过小,不适合常规衍射仪器的光学和精度要求时,微区衍射被认为是首选技术。该方法采用微区 X 射线光束,使衍射特性可随样品位置进行映射。通过将微束准确、精确地定位在样品表面,获得的信息可绘制成衍射函数图(Diffraction Function Map, DFM)。

衍射数据包含物相鉴定、晶粒取向(织构)、应力、结晶度及晶粒尺寸等关键信息。随着材料研究和制造工艺的发展,局域结构对产品产率与可靠性的影响日益显著,微衍射技术的应用正在快速增长。微区衍射的应用包括:图案化晶圆上的测试区、由组合化学生成的化合物库、地质标本中的包裹体分析、金属或塑料零件的失效分析,制造过程中的质量控制(QC)。

微衍射

传统 XRD 测量的是块体材料的残余应变。所关注的衍射条纹来自 X 射线照射的整个区域,通常为约 2 mm × 12 mm 的线状光源。X 射线的穿透深度提供了被测体积的第三维信息。当结合微光学点光源时,光束直径可缩小至约 50 μm,并能在样品上精确定位,仪器可对齐精度达到 10 μm。
下图示例中,微束作为 X 射线探针用于测量直径 0.005 英寸 的 304 不锈钢丝的应力。实验中选择了合适尺寸的光束(100 μm 针孔),图中标示了 X 射线照射的区域及穿透深度。

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