半导体XRD测试——广东省科学院半导体研究所是广东省科学院下属骨干研究院所之一,主要聚焦半导体产业发展的应用技术研究,兼顾重大技术应用的基础研究,大功率XRD机构,从事电子信息、半导体领域应用基础性、关键共性技术研究,以及行业应用技术开发。
X射线衍射技术(XRD技术)在电池领域的应用
原位XRD技术研究材料在不同电压下的相变
原位XRD技术是分析正负极材料相变变化的有力工具。实验中我们采用NCM材料做阴极,用石墨做阳极材料,大功率XRD服务,做成电芯进行原位XRD测试,将电芯逐渐从3.0V充电到4.5V,每隔一段电压扫描一次。XRD测试采用MalvernPanalytical公司生产的X Pert PRO X射线衍射仪,实验结果如下图所示:
从图二图三可以看出,随着充电电压的升高,正极材料NCM的(003)峰开始向低角度偏移,此时NCM的(003)晶面间距增大,即c轴变大,当电压达到4.0V时达到低值,随后随电压升高又向高角度偏移;与之相对应,(110)峰随电压升高向高角度偏移,中间没有反弹趋势,说明(110)晶面间距减小,对应着a轴一直变小。当电压大于4.4V后,003峰峰强变低,并开始宽化,说明此时晶体结构开始严重变形,晶胞中原子不能很好的规整排列,达到材料极限承受电压。
另外,材料充放电过程中的结构稳定性及相变过程对其电化学性能,特别是循环稳定性有着重要影响。通过分析可得到晶胞参数在充放电过程中的变化图,从而评估不同的正极材料引起的锂离子电池体积膨胀,黑龙江大功率XRD,为锂离子电池的安全研究、材料选取提供可行数据和分析手段。
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X射线衍射仪XRD常见问题:
1)为什么要求XRD测试粉末样品要稍微多一些?
因为粉末样品要铺满整个样品台,不然X射线可能会打在样品台上,影响数据质量。
2)为什么XRD测试要求薄膜(块体)样品尺寸要合适?
因为放置薄膜(块体)样品的样品台尺寸是固定的,用橡皮泥来固定样品,样品太大放不进去,样品太小不好固定。
3)为什么XRD数据的峰强度较低,甚至没有明显的衍射峰?
样品的衍射峰强度跟样品本身的结晶度有关,其次跟样品量以及仪器的功率有关系。
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X射线衍射仪XRD项目简介:
X射线衍射仪 (X-raydiffraction,XRD)是通过对材料进行X射线衍射,分析其衍射图谱,获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。X射线衍射分析法是研究物质的物相和晶体结构的主要方法。当某物质(晶体或非晶体)进行衍射分析时,该物质被X射线照射产生不同程度的衍射现象,物质组成、晶型、分子内成键方式、分子的构型、构象等决定该物质产生特有的衍射图谱。X射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。因此,X射线衍射分析法作为材料结构和成分分析的一种现代科学方法,已逐步在各学科研究和生产中广泛应用。
常规广角: 3-120°,测试速率:10°/min、5°/min、2°/min、2°/min。
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