原位变温X射线衍射(XRD)是一种用于实时观察材料在不同温度下结构变化的技术。通过加热样品,可以研究材料的相变、晶体生长和收缩等动态过程。这项技术在材料科学中非常重要,尤其是在电池材料和催化剂研究中,能够帮助科学家理解材料在实际工作条件下的行为。原位变温XRD的优势在于能够提供连续、实时的数据,从而揭示材料性能与微观结构之间的关系。
1. 粉末样品请准备至少50mg,0.1g以上最好,量少可以用微量室,但是效果相对不是很好。需要粒度均匀(粒度在45um左右或过200目筛子),手摸无颗粒感,面粉质感;块状样品要求长宽1-2cm(一般不小于1cm),厚度3mm,需要注明测试面,测试面需要平整光洁。
2. 样品厚度过薄,热接触效果好,温度更加准确,但会出现基底Pt的峰,样品厚度过厚,基本不出现基底峰(除非样品高温挥发),但样品上下表面存在温度梯度。
案例一
1. 发文期刊:《Ceramics International, 49, 24293-24301》
2. 案例展示:
3. 测试需求:
通过原位XRD探究不同厚度TiO2 纳米管 (TNT)在不同的升温速率下,从室温到500℃的结晶过程。
4. 测试解读:
如图所示,对于1μm 厚的TNT层,首先在约315°C(2.1℃/min)和约330°C(21℃/min)的温度下观察到锐钛矿的衍射峰(开始结晶)
对于5um厚的TNT层,在加热速率为2.1°C/min和21°C/min时,分别出现在~360°C和~375°C开始结晶。
厚度为5μm的TNT层与厚度为1μm和20μm 的TNT层相比,需要更高的温度才能开始无定形层的结晶。因此,对于TNT层的厚度,没有明显的开始结晶的温度趋势。
1. 原位变温XRD的如何温度选择?
需确保在所选的温度区间内,材料不会发生熔化或剧烈反应。
2. 原位变温XRD的气氛如何选择?
一般会选择惰性气氛(如氩气、氮气或真空)下测试,在高温下进行XRD测量时,样品可能会与空气中的氧气或其他气体发生反应,改变样品的结构或组成。