Röntgenbeugungsanalyse (XRD)

Die Röntgenbeugungsanalyse (XRD) ermöglicht eine genaue Bestimmung der molekularen Bindungsform von kristallinen Substanzen.

Durch Röntgenbeugungsanalyse lassen sich die in der Probe enthaltenen Feststoffe eindeutig identifizieren.

Die Messergebnisse werden mit einer internationalen Datenbank korreliert, die mehrere tausend Substanzen umfasst.

Vorteile XRD:

• Exakte Bestimmung der Feststoffphasen
• Eindeutiger Nachweis der Kristallstruktur
• Vorhersage der Materialeigenschaften
• Höchste Qualität und Reproduzierbarkeit

Prinzip der Röntgenbeugungsanalyse

Das Prinzip der Röntgenbeugung oder auch Röntgendiffraktometrie (engl. x-ray diffraction, XRD) wird durch das Braggsche Reflexionsgesetz beschrieben:

Ein parallel einfallendes Strahlenbündel (rot) wird an den sog. Netzebenen einer Gitterstruktur reflektiert. Der untere Röntgenstrahl legt hierbei eine längere Wegstrecke zurück. Diese Phasendifferenz (gelb) bezeichnet man als Gangunterschied (t).

Entspricht der Gangunterschied einem Vielfachen der Wellenlänge der Röntgenstrahlung (l), entsteht durch konstruktive Interferenz ein Röntgenreflex.

Durch die Wechselwirkung der Röntgenstrahlen mit der Materie kann so die Symmetrie und der Teilchenabstand einer atomaren Gitterstruktur bestimmt werden.

Bei bekannter chemischer Zusammensetzung lassen sich darüber hinaus sämtliche im Probenmaterial enthaltene Feststoffphasen identifizieren.

Das gemessene Beugungsmuster wird hierfür mit einer internationalen Datenbank verglichen, welche die Strukturdaten von nahezu allen heute bekannten Verbindungen enthält.

Bragg-Brentano-Diffraktometrie im Rückstrahlverfahren

Bei der Bragg-Brentano-Geometrie wird ein divergierender Röntgenstrahl (Primärstrahl) in einem definierten Winkelbereich an einer ebenen Probe gebeugt, wobei die Intensität des reflektierten Strahlenbündels (Sekundärstrahl) in einem photoelektrischen Sensor (Szintillationszähler) gemessen wird.

Beim sog. Einkreisdiffraktometer rotiert der Sensor mit zweifacher Winkelgeschwindigkeit auf einer Goniometervorrichtung um eine im Zentrum angebrachte Probe. Der Brennfleck der Röntgenröhre und die Sensorblende befinden sich auf dem Goniometerkreis. Die Probenoberfläche liegt dabei tangential am Fokussierungskreis an.

Probenmaterial Röntgenbeugungsanalyse

Auf dem Gebiet der Röntgenbeugungsanalyse sind wir auf anorganische Feststoffe spezialisiert. Kunden schätzen unser Know-how unter anderem in den folgenden Bereichen:

• Medizintechnische Produkte (Zahnkeramiken, Implantate)
• Feuerfest-Materialien (met. Silizium, Siliziumcarbid, Korund, Zirkon, etc.)
• Ton- und glaskeramische Erzeugnisse (Kaoline und silikatische Glasrohstoffe)
• Elektrochemische Sensoren
• Anorganische Filter- und Pigmentierstoffe
• Zementrohstoffe (Karbonate, Sulfate, etc.)
• Bau- und Isolierstoffe, Dämmaterialien
• Natursteine (Granit, Marmor, Sandstein, Schiefer)
• Industrieminerale (Salze, Erze, Zeolithe, Quarz, Diamant, etc.)

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