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KXD-SE200 立式 X 射线衍射仪
02 表征类分析仪器 · X 射线衍射

KXD-SE200 立式 X 射线衍射仪

2θ −100°–168° · 步长 0.0001° · 重现性 <0.001° · 3 kW · 14 × 14 mm 探测器 · GIXRD

0.0001° 步长重现性 <0.001°3 kWGIXRD原位扩展

产品简介

KXD-SE200 是通用立式标准型:立式二圆测角仪配双光学编码器,测量半径 ≥300 mm 且测角圆直径可连续改变,最小步长 0.0001°、角度重现性优于 0.001°。3 kW 高压电源带 2.2 kW 金属陶瓷 Cu 光管,14 × 14 mm 二维光子计数探测器无暗电流、无读出噪声。支持 θ/2θ、ω、ω/2θ 与 GIXRD 掠入射,可扩展变温、气氛/真空、电化学与力学原位台。

原文出处:原厂官网

核心特点

1

双编码器测角仪,重现性 <0.001°

测量半径 ≥300 mm、测角圆直径可连续改变,最小步长 0.0001°、角度重现性优于 0.001°、刚玉全谱峰位偏差 ≤±0.01°。做晶格常数精修、固溶度与残余应力时,角度重复性是误差主项。

2

3 kW 高压 + 2.2 kW 光管

高压稳定度优于 ±0.005%,长细焦斑 0.4 × 12 mm,Kα:Kβ > 500:1;弱峰、微量相与薄膜样品能攒够计数。

3

二维光子计数探测器

14 × 14 mm 有效面积(覆盖 ≥4.5° 2θ)、55 µm 像素、24 bit 动态范围、3 × 10⁶ cps/pixel,无暗电流与读出噪声,长采集不积累噪声底。

4

GIXRD + 全套狭缝

细长狭缝获取准平行束做掠入射,薄膜与表层 10–100 nm 的物相不用剥层;Bragg-Brentano 与 GIXRD 切换不需改硬件结构。

5

原位扩展

可选原位台扩展到变温、气氛/真空、电化学与力学测试,相变与反应过程可以按时间序列采谱。

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主要技术参数

指标名称参数值
测角仪型式立式二圆测角仪,双光学编码器定位
最大测量半径≥ 300 mm(测角圆直径可连续改变)
可读最小步长0.0001°
角度重现性优于 0.001°
2θ 扫描范围−100° – 168°
峰位准确度NIST 刚玉全谱峰位偏差 ≤ ±0.01°
扫描方式θ/2θ、ω、ω/2θ、GIXRD 掠入射
高压电源最大 3 kW / 50 kV / 50 mA(稳定度优于 ±0.005%)
X 射线光管金属陶瓷 Cu 靶 2.2 kW,长细焦斑 0.4 × 12 mm
探测器类型光子计数二维面阵
有效面积 / 像素14 × 14 mm(覆盖 ≥4.5° 2θ)/ 55 µm,256 × 256
动态范围 / 帧频24 bit / 最大 55 Hz
最大计数率3 × 10⁶ cps/pixel(无暗电流、无读出噪声)
光路几何Bragg-Brentano 聚焦几何
光学元件Kβ 滤波片(Kα : Kβ > 500 : 1)+ 全套狭缝组
样品台Z 轴样品台(标配)· 石英样品槽
冷却与防护一体式水冷 3 kW(±0.3 ℃);防护罩外 10 cm < 1 μSv/h
选配Mythen 1D 探测器、电动狭缝、电动升降样品台、零背景样品槽、原位变温台

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选型要点

1SE200 和 D 型差在哪?

功率、测角半径与功能。D 型 1.2 kW、桌面、内置水冷,做常规粉末物相;SE200 上到 3 kW、半径 ≥300 mm、步长 0.0001°、重现性 <0.001°,能做 GIXRD、残余应力、晶格精修与微量相,也能挂原位台。

怎么选定量 / 应力 / 薄膜 → SE200

20.0001° 步长什么时候用得上?

步长不等于精度。做峰形拟合与晶格常数精修时,小步长让峰顶采样更密;但真正决定结果的是角度重现性(<0.001°)与峰位准确度(≤±0.01°)。日常物相鉴别用 0.01–0.02° 步长即可。

3要不要选 Mythen 1D?

二维面阵一次覆盖 ≥4.5° 2θ,适合快扫与动态过程;Mythen 1D 在单一 2θ 上计数率更高,适合高分辨线扫与快速时间分辨。按实验类型选。

常见问题

2θ 为什么能到 −100°?
立式二圆结构的测角圆可连续改变,负角度段用于低角与特殊几何测量,也便于与常规谱在低角端比对。
GIXRD 能测多薄的膜?
取决于入射角与材料密度,常规 0.5°–5° 入射对应几纳米到上百纳米的探测深度;细长狭缝保证准平行束,避免角度展宽。
原位台能到多少度?
按选配型号,变温台常规覆盖室温至 1200 ℃ 级;气氛、电化学与力学台按具体配置。
防护怎么算?
防护罩外 10 cm 处 <1 μSv/h,满足常规实验室要求;安装需按当地辐射安全规定备案。
和 HR100 的区别?
HR100 半径 ≥400 mm、重复精度 0.0005°、配 Goebel 镜与 Ge220 单色器、支持面内衍射与 XRR;SE200 是通用型,性价比更高。

典型应用与配置要求

01 制药晶型与 API 多晶型筛查

原料药晶型鉴别、多晶型筛查与结晶度

应用原理同一化合物的不同晶型(多晶型)晶胞排列不同,衍射峰位置与强度随之不同,因此 XRD 图谱本身就是晶型的指纹。药典对多数固体原料药规定了 XRD 鉴别方法;新药开发阶段则用 XRD 跟踪不同结晶条件下的晶型转变与无定形含量。

对设备的要求① 2θ 范围覆盖 3°–60°,小角端不能丢,很多药物的特征峰在 5°–10°;② 角度准确度与重现性优于 0.01°,峰位偏移会直接导致晶型误判;③ 低背景样品台,无定形含量测定要求背景平坦;④ 样品量少(几十毫克)也能测;⑤ 软件带药典方法库与审计追踪。

本型号如何满足KXD-D:θ/θ 测角仪、2θ −3°~154°、最小步长 0.001°、线性度 ≤±0.01°,二维光子计数探测器(14×14 mm、24 bit),数分钟出谱,配 AI 物相识别与数据库检索。KXD-SE200:最小步长 0.0001°、角度重现性优于 0.001°、NIST 刚玉全谱峰位偏差 ≤±0.01°,3 kW 光源适合弱峰与微量相。

相对优势质检岗位用 KXD-D,桌面占地、内置水冷、一键方法库,新人可上手;方法开发与微量相定量用 SE200,角度重现性高出两个数量级,Rietveld 定量才站得住。

适用型号:KXD 系列;方法开发建议 SE200 / HR100

方法出处Hubbard 等,《Advancing X-ray powder data compilation and crystal structures of pharmaceutical compounds》· Powder Diffraction · 2022 · DOI 10.1017/S0885715622000537

02 锂电正极与电池材料

层状氧化物、尖晶石与橄榄石正极的物相与晶格参数

应用原理正极材料的电化学性能由物相与晶格参数决定:层状 LiCoO₂/NCM 的 c 轴间距影响锂离子扩散通道,尖晶石 LiMn₂O₄ 的晶格畸变对应 Mn 溶解,橄榄石 LiFePO₄ 的 Fe 位错影响容量。XRD 精修可给出相组成、晶格常数与阳离子混排度。

对设备的要求① 2θ 范围覆盖 10°–80°,层状材料的 (003) 峰在 18° 附近;② 角度精度高,晶格常数变化常在 0.1% 量级;③ 弱峰灵敏度好,杂质相(如 NiO、Li₂CO₃)含量低但危害大;④ 可做原位变温/充放电,跟踪相变;⑤ 空气敏感样品要能密封测量。

本型号如何满足KXD-SE200:3 kW 高压电源(稳定度优于 ±0.005%)、2.2 kW Cu 光管、14×14 mm 二维光子计数探测器(3×10⁶ cps/pixel、无暗电流无读出噪声),最小步长 0.0001°、重现性优于 0.001°;可选原位台扩展至变温、气氛/真空、电化学测试。KXD-HR100:半径 ≥400 mm、Goebel 平行束镜 + Ge220 单色器,适合薄膜电极与微量相。

相对优势二维探测器一次覆盖 ≥4.5° 2θ,做原位充放电时时间分辨更高;原位台与测角仪同厂匹配,变温与电化学条件下角度基准不漂。

适用型号:KXD 系列全部型号

方法出处Zhu 等,《Application of Operando X-ray Diffraction and Raman Spectroscopies in Elucidating the Behavior of Cathode Materials》· Frontiers in Energy Research · 2018 · DOI 10.3389/fenrg.2018.00066

03 水泥熟料与陶瓷晶相

水泥熟料矿物组成与陶瓷晶相的定量分析

应用原理水泥熟料由 C₃S、C₂S、C₃A、C₄AF 四种主要矿物组成,水化活性各不相同;陶瓷的莫来石、刚玉、石英比例决定强度与热膨胀。XRD 全谱 Rietveld 精修可给出各相重量百分比,替代传统化学法。

对设备的要求① 2θ 覆盖 5°–70°,C₃S 的特征峰在 29°–34° 密集区;② 峰形与强度重复性好,定量误差才能控制在 1% 以内;③ 制样重复性,粉末压片的装填密度影响强度;④ 通量高,生产控制每天几十个样;⑤ 软件带无机相数据库与 Rietveld 模块。

本型号如何满足KXD-D:2θ −3°~154°、步长 0.001°、线性度 ≤±0.01°,二维光子计数探测器 24 bit 动态范围,数分钟完成常规扫描;一键式标准方法库含无机物相检索。KXD-SE200:3 kW 光源 + 14×14 mm 探测器,适合需要低含量相(<1%)检出的配方研究。

相对优势产线控制用 KXD-D,桌面机放化验室、内置水冷不占管路;配方研发用 SE200,弱峰灵敏度高,C₄AF 这类含量低的相也能定准。

适用型号:KXD 系列全部型号

方法出处García-Maté 等,《Rietveld quantitative phase analyses of SRM 2686a: A standard Portland clinker》· Cement and Concrete Research · 2019 · DOI 10.1016/j.cemconres.2018.09.011

04 金属残余应力与残余奥氏体

热处理件的残余应力与残余奥氏体含量

应用原理残余应力使晶面间距发生弹性应变,衍射峰随之位移;通过测量不同 ψ 倾角下的峰位,用 sin²ψ 法算出应力。残余奥氏体则靠 fcc(220) 与 bcc(211) 峰的积分强度比定量,含量直接影响淬火件的尺寸稳定性与韧性。

对设备的要求① 测角仪要能做 ψ 倾转或侧倾,应力测量必须多角度采集;② 峰位精度优于 0.01°,应力误差与峰位误差成正比;③ 高强度光源,应力测量的峰往往弱而宽;④ 大样品台,能放齿轮、轴类零件;⑤ 软件内置 sin²ψ 与奥氏体定量方法。

本型号如何满足KXD-SE200:立式二圆测角仪 + 双光学编码器,半径 ≥300 mm、最小步长 0.0001°、角度重现性优于 0.001°,峰位偏差 ≤±0.01°;3 kW 光源 + 2.2 kW Cu 光管;支持 θ/2θ、ω、ω/2θ 扫描,可配应力附件与五轴台。KXD-HR100:半径 ≥400 mm、重复精度 0.0005°,适合高应力梯度的小区域。

相对优势角度重现性 0.001° 是应力测量的门槛,SE200 用双光学编码器直接读出而不是靠步进计数;大半径测角仪让同样的峰位误差对应更小的应变误差。

适用型号:KXD 系列;应力测量建议 SE200 / HR100

方法出处Witte 等,《On the improvement of measurement accuracy of retained austenite in steel with X-ray diffraction》· Materials Characterization · 2018 · DOI 10.1016/j.matchar.2018.02.002

05 矿物与地质物相鉴定

岩石、矿物与土壤的物相鉴定与定量

应用原理每种矿物有固定的晶格与衍射图谱,混合物的图谱是各组分图谱的加权叠加。用数据库检索做定性,再用 Rietveld 或参考强度比法(RIR)做定量,可给出黏土、长石、石英、碳酸盐的比例,用于成矿判断与环境溯源。

对设备的要求① 2θ 覆盖 3°–70°,黏土的层状矿物特征峰在低角端;② 低角端分辨率好,黏土峰宽且重叠;③ 样品量少也能测,单矿物分选常只有几毫克;④ 可做透射或毛细管模式,减少择优取向;⑤ 数据库覆盖矿物相。

本型号如何满足KXD-D:2θ 从 −3° 起,低角端不丢峰;二维光子计数探测器 14×14 mm、24 bit;可选毛细管透射台,减少粉末择优取向。KXD-SE200:最小步长 0.0001°、重现性优于 0.001°,低角重叠峰可分峰拟合;可选零背景样品槽。

相对优势黏土类样品用毛细管透射台,择优取向带来的强度失真小很多;桌面机放在野外基地或项目部也能跑常规鉴定。

适用型号:KXD 系列全部型号

方法出处Tzvetanova 等,《Quantitative Phase Analysis of Skarn Rocks by the Rietveld Method Using X-ray Powder Diffraction Data》· Minerals · 2020 · DOI 10.3390/min10100894

06 薄膜、外延层与界面

外延层厚度、面内晶格与多层膜界面(GIXRD / XRR)

应用原理薄膜的衍射强度极弱,常规 θ/2θ 会被衬底淹没。掠入射(GIXRD)把入射角压到临界角附近,X 射线只在表层几纳米到几十纳米内传播,从而把薄膜信号提上来;XRR 则用全反射临界角与 Kiessig 条纹测厚度与界面粗糙度。面内衍射还能测外延层与衬底的面内失配。

对设备的要求① 掠入射光路,入射角可精确到 0.01°;② 平行束,发散度小才能做低角 XRR;③ 面内衍射能力,测面内晶格与取向;④ 高强度光源补偿薄膜的弱信号;⑤ 样品台可做 φ/ψ 与五轴,测织构与取向关系。

本型号如何满足KXD-HR100:立式 θ-θ 测角仪、半径 ≥400 mm、重复精度 0.0005°、2θ 线性度 ≤±0.005°;Goebel 多层膜平行束镜(反射率 ≥70%、出射发散度 ≤0.03°)配 Ge220 双晶/四晶单色器给出 Kα₁ 单一波长;面外 2θ 0°~168°、面内 0°~144°,面内/面外自动切换无需手动改光路;探测器 77.1×38.4 mm(2961 mm²)、75 μm 像素;支持 GIXRD、XRR 与倒空间图谱;五轴尤拉台兼容 6 吋晶圆。KXD-SE200 亦可配 GIXRD 光路,适合常规薄膜物相。

相对优势面内/面外切换靠旋转探测臂自动完成,不用换光路重对齐——这是做取向关系与界面失配时最耗时的步骤;1.98×10¹² cps 的总计数率让弱的外延层峰不用长时间累加。

适用型号:KXD 系列;薄膜 / 外延建议 HR100

方法出处Wiemer 等,《Combining grazing incidence X-ray diffraction and X-ray reflectivity for the evaluation of the structural properties of thin films》· Thin Solid Films · 2004 · DOI 10.1016/j.tsf.2003.10.057

07 催化剂与多孔材料

分子筛、载体与负载型催化剂的晶相与晶粒尺寸

应用原理催化剂的活性来自特定晶面与孔道结构:分子筛的骨架类型(MFI、FAU、BEA)由低角衍射峰确定,晶粒尺寸由 Scherrer 公式从峰宽算出,负载金属的粒径与分散度则常用 XRD 峰宽与 Rietveld 结合评估。晶相纯度直接决定选择性。

对设备的要求① 低角端 2°–10° 分辨率好,分子筛骨架峰集中在这里;② 峰宽测量准确,Scherrer 计算依赖半高宽;③ 弱峰灵敏度高,负载量低的金属相要能检出;④ 可做原位气氛/温度,跟踪积碳与相变;⑤ 微量样品适配。

本型号如何满足KXD-SE200:3 kW 光源、14×14 mm 二维光子计数探测器(3×10⁶ cps/pixel)、最小步长 0.0001°、重现性优于 0.001°;可选原位台做变温、气氛/真空测试。KXD-D:2θ 从 −3° 起,适合常规分子筛骨架确认。

相对优势原位台可在反应气氛下直接看骨架塌陷温度,不必冷却后再测;二维探测器一次覆盖 ≥4.5° 2θ,原位时间序列的每帧仍是完整谱段。

适用型号:KXD 系列全部型号

方法出处Bienenstock,《Determination of Crystallite Size Distributions from X-Ray Line Broadening》· Journal of Applied Physics · 1961 · DOI 10.1063/1.1735975

08 高分子结晶度与取向

半结晶高分子的结晶度、晶型与取向度

应用原理半结晶高分子(PE、PP、PET、PA)由晶区与非晶区共存,晶区给出尖锐衍射峰、非晶区给出弥散晕。晶相峰面积占总散射的比例即结晶度;不同晶型(如 PP 的 α 与 β 相)峰位不同;取向则表现为方位角上的强度分布。

对设备的要求① 2θ 覆盖 5°–40°,高分子的主要晶峰都在这一段;② 低角与宽峰拟合能力,非晶晕要能准确扣除;③ 二维探测或织构附件,测取向需要方位角扫描;④ 峰形分析软件,结晶度与晶粒尺寸一起算;⑤ 样品可以是片材、纤维或薄膜。

本型号如何满足KXD-D:2θ −3°~154°、步长 0.001°、二维光子计数探测器(256×256、55 μm、24 bit),可做二维谱与方位角积分;分析套件含结晶度、晶粒尺寸、织构模块。KXD-SE200:角度重现性优于 0.001°,适合变温结晶动力学。

相对优势二维探测器一次拿到德拜环,方位角积分即取向度,不必加织构台;变温台配 SE200 可跟踪等温结晶过程。

适用型号:KXD 系列全部型号

方法出处Uzun 等,《Methods of determining the degree of crystallinity of polymers with X-ray diffraction: a review》· Journal of Polymer Research · 2023 · DOI 10.1007/s10965-023-03744-0

KXD-SE200 立式 XRD 彩页

1 页 · 1.8 MB

  • 产品简介
  • 核心特点(4 项)
  • 应用领域(6 类)
  • 主要技术参数(18 项)

含测角仪结构、GIXRD 光路与探测器指标。

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