結晶物質(crystalline substance)鑑定Identification for crystalline substance in sample

結晶物質鑑定原理,使用XRD、WDXRF與ICDD國際繞射資料庫,共同分析鑑定樣品中的結晶物質組成。
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結晶物質鑑定原理

物質依照內部組成原子排列的規則與否,可分為晶體(Crystalline)與非晶體(Amorphous)兩類。非晶體的原子彼此散亂非規則排列,而晶體內部的組成原子或分子則是規則週期性的排列在任何方向上,亦即具有高度週期性。由於晶體中原子的規則排列,形成了所謂的原子面或晶面。因此,可以利用單色光束的X射線 (本實驗設備為CuKa 特性X光) 入射至結晶樣品中,對於滿足布拉格定律(Braggs Law)的晶面將會產生一建設性的X光繞射。基本上,X光繞射圖譜主要提供兩項重要訊息:一是繞射峰的位置(2θ),二是繞射峰的強度(I)。第一項訊息提供了晶體的晶胞形狀大小 (即晶格參數)的資料,第二項訊息則提供了晶體內部組成原子種類及位置的資料。隨材料之晶體結構與組成變化,每個晶體此兩項資料各不相同,正如同人類的指紋一樣。因此可以利用X光的繞射分析來決定材料屬於哪一種礦物晶體或是結晶材料。材料在X光繞射之下,不同結晶化合物會產生相異的{2θhkl, Ihkl}組合,稱為繞射圖譜 (Diffraction Patterns)。每種化合物都有其特定的晶格排列與元素所組成,因此,可以藉由WDXRF的元素分析與XRD晶相繞射圖譜,進行 ICDD-PDF (International Center for Diffraction Data (ICDD); PDF: Powder Diffraction File (PDF))結晶相資料庫的指紋比對,判斷樣品中可能存在的化合物類型(結晶物質組成)。

 

儀器設備

  • XRD (X光繞射光譜儀)
  • WDXRF (波長分散式X光螢光光譜儀)
  • SEM/EDX (掃描式電子顯微鏡附設能量分散式X光光譜儀)
    (SEM/EDX 不是結晶物質鑑定的必要分析設備,需視測試要求與樣品條件而定。)

 

分析資訊

  • 測試項目:使用XRD、WDXRF與ICDD國際繞射資料庫,共同分析鑑定樣品中的結晶物質組成。
  • 樣品型態:固態樣品 (內含有結晶結構物質)。
  • 偵測極限:定性分析
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