摘要
XRD是X-ray Diffractometer的縮寫,也就是X射線繞射儀的意思。對於物質而言,物質組成有著不同的結構,也就有不同的原子排列方式,而利用波長與原子間距相近的電磁波 — X射線,以不同的角度照向物質,就可以經由檢測器檢測X射線發生繞射的角度與強度,分析樣品中的結晶相與不同晶相的成分比例,同時可以估算出樣品中的各種化合物質的百分比組成。
何謂XRD
XRD是X-ray Diffractometer的縮寫,也就是X射線繞射儀的意思。對於物質而言,物質組成有著不同的結構,也就有不同的原子排列方式,而利用波長與原子間距相近的電磁波 — X射線 ,以不同的角度照向物質,就可以經由檢測器檢測X射線發生繞射的角度與強度,分析樣品中的結晶相與不同晶相的成分比例,同時可以估算出樣品中的各種化合物質的百分比組成。
新型攜帶式XRD技術上突破傳統形式XRD
由於 XRD必須以不同的角度將X射線射入樣品中,並且再經過不同的角度以檢測器偵測訊號值,故角度精準的定位與快速的移動機構,就成為高可靠度儀器的必備條件,但是相對儀器的體積無法縮小至便利於攜帶的尺寸。傳統的尺寸至少是大型冰箱大小,近年來已有廠商突破尺寸限制,將傳統的尺寸縮小至桌上型,並且使用三公升的循環水即可冷卻,但是仍然無法達到便利攜帶的目的。
新型攜帶式 Terra XRD在技術上突破,一改傳統同時移動光管與檢測器的大型機械運作,以搖晃樣品室的方式達到全方位的XRD檢測,並且降低了傳統機械運作容易故障的情形。
此外,不需要傳統XRD在檢測樣品前大量的處理手續,將樣品尺寸研磨到20μm以下,新型攜帶式 Terra XRD 的樣品僅需150μm以下即可進行檢測。
與NASA合作催生出新型攜帶式XRD
透過與美國國家航空暨太空總署( NASA)合作,目標為開發一套輕量化且便於檢測的XRD系統,經過太空梭送至其他星球進行土壤分析。故由1996年開始的100 Kg逐漸縮減,至2008年成功的發展至15 Kg,達到真正便利於攜帶,可直接現地進行採樣,對於交通不便的地區,更可以一次收集大量數據,迅速得到檢測結果。
在美國國家航空暨太空總署(NASA)的火星計畫中就是使用由此計劃開發出來的技術完成的XRD檢測器,此項技術也同樣移植到 Terra XRD之上。
應用
本儀器 攜帶型XRD最大的特點即為便於攜帶的特性,能夠於交通運輸不便的地區,立即進行檢測,省去樣品運輸的麻煩。此外,任何能夠連結WiFi的產品(桌上型電腦、筆記型電腦、智慧型手機及平板電腦),都可以直接連接儀器,進行儀器操作與讀取報告,可以馬上得知結果,省去以往需要來回運送實驗室的時間花費,可以立即在現場做出準確的判斷,達到事半功倍的效果。
目前在美國已經有攜帶至地層下1500 公尺深的礦坑中進行土壤分析,另外也攜帶至海拔3000公尺的高山上進行稀土元素(是元素周期表第Ⅲ族副族元素鈧、釔和鑭系元素共17種化學元素的合稱)的即時分析。除土壤分析外,目前也由美國食品藥物管理局(FDA)使用,進行真假藥物的比對分析,應用層面非常廣泛。
►►桌上型
►►攜帶式
►►非破壞式藝術品用檢測儀
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