X射线衍射在考古与文化遗产保护中的应用：文物材料鉴定与工艺研究

文物保护与修复应用（1）腐蚀产物鉴定青铜病治理：识别有害锈（碱式氯化铜Cu?(OH)?Cl）与稳定锈（孔雀石Cu?(OH)?CO?）。石质文物盐害：检测NaCl、NaNO?等可溶盐结晶（导致石材粉化）。（2）修复材料适配性兼容性评估：比较现代修复材料（如纳米氢氧化钙Ca(OH)?）与原始矿物的晶体匹配度。老化测试：加速老化实验中石膏→硬石膏（CaSO?）的相变监测。（3）真伪鉴别现代仿品识别：检测釉料中的锆英石（ZrSiO?，20世纪合成特征）。青铜器锈层中α-Fe?O?（现代酸蚀处理痕迹）。 研究药物-辅料相互作用。桌面型小型X射线衍射仪应用于化学化工催化剂载体结构分析

X射线衍射在能源行业中的应用：核燃料与燃料电池材料研究

核燃料材料研究（1）核燃料芯体表征铀/钚氧化物燃料：定量分析UO?/PuO?固溶体的晶格参数变化（如(U,Pu)O?的萤石结构收缩率）检测辐照损伤导致的缺陷簇（衍射峰宽化分析）新型燃料体系：UN（氮化铀）与UC（碳化铀）的相纯度控制（避免U?N?杂质相）事故容错燃料（ATF）中SiC包覆层的结晶质量评估（2）辐照效应研究原位辐照实验：同步辐射XRD实时监测UO?晶格肿胀（中子辐照模拟装置联用）裂变产物相鉴定（如Mo-Ru-Pd合金相的析出行为）辐照后检验（PIE）：乏燃料中次生相的鉴别（如BaMoO?、Cs?UO?）（3）核废料处理材料陶瓷固化体：验证钚玻璃固化体的非晶态程度（如硼硅酸盐玻璃的短程有序结构）检测Synroc（钛酸盐陶瓷）中ZrTiO?等稳定相的生成地质储存研究：分析膨润土缓冲材料（蒙脱石）在辐射下的层间收缩 X射线粉末衍射仪售后服务评估尾矿资源化潜力。

X射线衍射仪在环境科学中的应用：污染物检测与土壤修复监测

在污染物鉴定、土壤修复监测和环境风险评估方面。通过分析环境样品（如土壤、沉积物、大气颗粒物）中的矿物组成和晶体结构，XRD能够提供污染物赋存状态、迁移转化规律及修复效果等关键信息。

污染物检测与表征（1）重金属污染物的形态分析关键应用：鉴别土壤/沉积物中重金属的赋存矿物相（如PbSO?、CdCO?、As?O?），比单纯元素检测更能反映生物有效性。区分自然来源与人为污染（如方铅矿（PbS）vs. 铅铬黄（PbCrO?，工业颜料））。典型案例：锌冶炼厂周边土壤中锌的形态鉴定（ZnO、ZnS、ZnFe?O?）决定修复策略选择。矿区砷污染土壤中毒砂（FeAsS）与臭葱石（FeAsO?·2H?O）的毒性差异分析。（2）有机污染物的结晶态检测多环芳烃（PAHs）：部分高熔点PAHs（如蒽、芘）在土壤中以微晶形式存在，XRD可检测其结晶度变化。农药残留：如DDT在老化土壤中可能形成晶体包覆层，影响降解效率。（3）大气颗粒物源解析矿物粉尘：区分自然源（石英、黏土）与工业排放（石膏、方解石）。人为污染物：识别燃煤飞灰中的莫来石（3Al?O?·2SiO?）与赤铁矿（Fe?O?）。

X射线衍射在考古与文化遗产保护中的应用：文物材料鉴定与工艺研究

文物材料鉴定与溯源（1）陶瓷与釉料分析胎体成分鉴定：区分高岭土、伊利石等黏土矿物，追溯原料产地（如中国景德镇瓷石vs. 欧洲高岭土）。典型案例：通过石英/莫来石比例判定青白瓷烧成温度（宋代约1200-1300℃）。釉层物相解析：检测析晶相（如硅灰石CaSiO?）揭示釉料配方（如唐三彩铅釉的PbSiO?特征峰）。鉴别仿古釉与现代合成颜料（如钴蓝CoAl?O? vs. 古代钴料中的As杂质）。（2）金属文物研究合金相组成：青铜器的α相（Cu-Sn固溶体）与δ相（Cu??Sn?）比例反映铸造工艺。铁器锈蚀产物鉴别（磁铁矿Fe?O? vs. 针铁矿α-FeOOH）。表面处理技术：检测"黑漆古"铜镜表面的SnO?晶体（人工硫化处理证据）。（3）古代颜料与壁画矿物颜料库建立：朱砂（HgS）、石青（2CuCO?·Cu(OH)?）、雌黄（As?S?）等特征衍射峰数据库。案例：敦煌壁画中氯铜矿（Cu?(OH)?Cl）的发现揭示唐代绿色颜料配方。老化机理研究：白垩（CaCO?）→石膏（CaSO?·2H?O）的相变指示环境酸化侵蚀。 文物鉴定无需取样即可获得准确数据。

小型台式多晶X射线衍射仪（XRD）在超导材料精细结构分析中的应用虽面临挑战（如弱信号、复杂相组成），但通过针对性优化，仍可为其合成、相纯度和结构演化研究提供关键数据支持。

MgB?及其他常规超导体关键问题：杂质相检测：合成中易生成MgO（衍射峰与MgB?部分重叠）。碳掺杂效应：C替代B导致晶格收缩（a轴变化）。解决方案：Kα?剥离：软件去除Kα?峰干扰，提高峰位精度。纳米尺度分析：Scherrer公式估算晶粒尺寸（影响磁通钉扎）。（4）新型超导材料探索（如氢化物、拓扑超导体）应用场景：高压合成产物：检测微量超导相（如H?S的立方相）。拓扑绝缘体复合：Bi?Se?/超导异质结的界面应变分析。限制：台式XRD难以实现高压原位测试（需金刚石对顶砧附件）。 研究地质构造应力历史。便携式多晶XRD衍射仪应用燃料电池电解质材料晶体稳定性分析

主要鉴别玉石文物真伪。桌面型小型X射线衍射仪应用于化学化工催化剂载体结构分析

X射线衍射仪（XRD）是一种基于X射线与晶体材料相互作用原理的分析仪器，通过测量衍射角与衍射强度，获得材料的晶体结构、物相组成、晶粒尺寸、应力状态等信息。

考古与文化遗产保护：文物材料鉴定与工艺研究在考古和文物保护中，XRD可无损分析陶瓷、颜料、金属文物等的成分和制作工艺。例如，通过分析古代陶瓷的矿物组成，可推断其烧制温度和原料来源。在壁画保护中，XRD可鉴定颜料成分（如朱砂、孔雀石），指导修复方案。此外，XRD还可用于鉴别文物的真伪，如通过分析青铜器的腐蚀产物判断其年代。 桌面型小型X射线衍射仪应用于化学化工催化剂载体结构分析