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X射線小角/廣角散射儀（SAXS/WAXS）的原理及其適用范圍

來源：時(shí)間：2023-10-26 14:58:45 瀏覽：10629次

X射線小角廣角散射儀（SAXSWAXS ）的原理及其適用范圍

X射線小角/廣角散射儀（SAXS/WAXS）是一種先進(jìn)的表征材料微觀結(jié)構(gòu)的分析方法，它可以應(yīng)用于多種材料的研究，如納米材料、高分子材料、粉末材料等。

一、原理

X射線小角/廣角散射儀（SAXS/WAXS）是基于X射線在材料中發(fā)生散射現(xiàn)象進(jìn)行分析的。當(dāng)X射線照射到材料表面時(shí)，部分X射線會(huì)被材料散射，散射角度與入射角度有關(guān)。通過測(cè)量散射角度和強(qiáng)度，可以獲得材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)信息。

1. 小角散射（SAXS）

小角散射（Small Angle X-ray Scattering，SAXS）主要用于研究亞微米尺度的固態(tài)及液態(tài)樣品結(jié)構(gòu)。當(dāng) X 射線束照射到樣品上時(shí)，如果入射 X 射線與樣品內(nèi)部電子密度波動(dòng)的尺寸相近，那么散射 X 射線的角度就與入射 X 射線的角度相差很小。通過檢測(cè)這些小角度的散射信號(hào)，可以獲得關(guān)于材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的信息。

2 廣角散射（WAXS）

廣角散射（Wide Angle X-ray Scattering，WAXS）主要用于研究較大尺度的晶體結(jié)構(gòu)和非晶體結(jié)構(gòu)。與小角散射相比，廣角散射的散射角度較大，可以覆蓋從幾度到幾十度的范圍。通過檢測(cè)廣角散射信號(hào)，可以獲得關(guān)于晶體晶格參數(shù)、晶胞體積、顆粒尺寸和顆粒形貌等信息。

二、適用材料范圍

1. 納米材料：納米材料具有特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)，其微觀結(jié)構(gòu)對(duì)材料的性能具有重要影響。X 射線小角/廣角散射儀可以用于納米材料的尺寸、形狀、分布和晶體結(jié)構(gòu)的研究。

2. 高分子材料：高分子材料的微觀結(jié)構(gòu)（如鏈結(jié)構(gòu)、相分離、結(jié)晶度等）對(duì)其性能有很大影響。X 射線小角/廣角散射儀可以用于研究高分子材料的微觀結(jié)構(gòu)和組織形態(tài)。

3. 粉末材料：粉末材料的粒度、形狀、分布等微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其性能和應(yīng)用具有重要意義。X 射線小角/廣角散射儀可以用于粉末材料的粒度分析、顆粒形貌和晶體結(jié)構(gòu)研究。

4. 生物大分子：X 射線小角/廣角散射儀可以用于生物大分子（如蛋白質(zhì)、核酸等）的結(jié)構(gòu)分析，有助于了解其功能和相互作用。

5. 陶瓷材料：陶瓷材料的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)其力學(xué)性能、導(dǎo)電性能等具有重要影響，X 射線小角/廣角散射儀可以用于陶瓷材料的相變、晶格畸變、顆粒邊界等研究。

6. 金屬材料：金屬材料的晶粒、晶界、相區(qū)等微觀結(jié)構(gòu)對(duì)其性能有很大影響，X 射線小角/廣角散射儀可以用于金屬材料的晶粒細(xì)化、相變研究等。

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