© 2021 LANScientific. All Rights Reserved.

Спектр тонкой структуры рентгеновского поглощения

Спектрометр тонкой структуры рентгеновского поглощения NatureXAS3500

Спектрометр тонкой структуры рентгеновского поглощения NatureXAS3500

Спектрометр NatureXAS 3500 для рентгеновской спектроскопии тонкой структуры поглощения (XAFS) использует оригинальную двухлучевую оптическую схему, геометрию Роуленда и крупноразмерные изогнутые кристаллы в сочетании с уникальным рентгеновским монохроматором. Это позволяет проводить высокоточные измерения и анализ XAFS в обычных лабораторных условиях без необходимости в синхротронном излучении. Данная конструкция повышает стабильность оптического пути и воспроизводимость системы, обеспечивая согласованность и надёжность сбора данных при длительной эксплуатации.

Прибор NatureXAS 3500 интегрирует два режима работы — XAS и XES — с возможностью быстрого переключения в ходе эксперимента, что удовлетворяет широкому кругу задач: от статической характеризации до динамического in-situ анализа. Он позволяет точно определять химическое состояние, характеристики связей и локальную координационную структуру целевых элементов.

Благодаря выдающимся характеристикам и высокой степени интеграции, NatureXAS 3500 в настоящее время стал идеальным научным инструментом для университетских исследований, промышленных испытаний и разработок, а также для изучения новых материалов.


Основные характеристики

Оригинальная двухлучевая конструкция

Прибор использует собственную двухлучевую схему с двумя оптическими каналами и двумя монохроматорами, а также высокоточными фокусирующими элементами. Это позволяет одновременно генерировать рентгеновские лучи в двух энергетических диапазонах и параллельно анализировать локальную структуру и валентное состояние двух целевых элементов. Такая конструкция значительно повышает эффективность измерений, обеспечивает высокое соотношение сигнал

Интеллектуальная система стабилизации с двойной обратной связью, не требующая настройки

Благодаря запатентованной технологии «динамического адаптивного оптического сервопривода второго порядка с поглощающим спектром по кругу Ролана», при замене кристаллов не требуется ручная настройка оптического пути, повторная калибровка или вмешательство со стороны технического персонала. Система оснащена встроенным сервоприводом и оптическим энкодером, образующими высокоточную систему управления с двойной обратной связью, которая в режиме реального времени отслеживает и автоматически калибрует положение оптического пути, обеспечивая полностью автоматическую интеллектуальную работу и гарантируя непрерывность и эффективность экспериментов.

Интегрированная конструкция

Прибор имеет высокоинтегрированную моноблочную конструкцию, в которой высокояркостный рентгеновский источник с микрофокусом, высокоточный многоосевой столик для образцов и интеллектуальная система детектирования органично объединены в единое целое. После поставки достаточно выполнить три простых шага — установить прибор на место, подключить питание и соединить с рабочей станцией — чтобы прибор был готов к работе.

Два режима в одном приборе — свободное переключение

Прибор поддерживает автоматическую подачу образцов как для одиночных, так и для множественных проб. Он позволяет выполнять как прецизионные измерения одного образца, так и переключаться в режим высокопроизводительного непрерывного анализа с использованием автоматического пробоотборника на несколько позиций. Многопозиционный столик оснащён механизмом быстрой замены, не требующим сложной калибровки, что значительно повышает эффективность настройки эксперимента и гибкость использования прибора.

Два режима в одном приборе — свободное переключение

Прибор поддерживает автоматическую подачу образцов как для одиночных, так и для множественных проб. Он позволяет выполнять как прецизионные измерения одного образца, так и переключаться в режим высокопроизводительного непрерывного анализа с использованием автоматического пробоотборника на несколько позиций. Многопозиционный столик оснащён механизмом быстрой замены, не требующим сложной калибровки, что значительно повышает эффективность настройки эксперимента и гибкость использования прибора.

Высокое энергетическое разрешение

Оснащён высокоразрешающей оптической системой, позволяющей получать богатые информацией спектры XANES. Ключевые характеристики спектра, такие как соотношение интенсивностей предкраевого и белого пиков, полностью соответствуют данным, полученным на источниках синхротронного излучения. Это обеспечивает возможность проведения в лабораторных условиях точного спектрального анализа на уровне, сопоставимом с крупными научными установками.

Одна кнопка — динамика атомов под контролем

Благодаря полностью автоматизированной интеллектуальной конструкции пользователю достаточно лишь поместить образец и нажать кнопку запуска. Система за считаные минуты собирает высокоразрешающие XAFS-данные в условиях in-situ. Превосходное спектральное и временно́е разрешение позволяет чётко отслеживать динамику атомной структуры материалов — таких как катализаторы и электроды батарей — в рабочем состоянии.

Мгновенная разборка/сборка — без юстировки оптики

Защитный колпак с гелиевой атмосферой оснащён механизмом быстрого съёма — достаточно одного движения. Благодаря прецизионной конструкции оптический путь автоматически возвращается в исходное положение без необходимости ручной калибровки или обслуживания, что значительно упрощает проведение экспериментов в защитной атмосфере.





Область применения

Спектрометр тонкой структуры рентгеновского поглощения NatureXAS 1500(图1)


Каталитические материалы

XAFS позволяет напрямую определять динамические изменения координационной структуры, степени окисления и электронного состояния активных центров катализатора в условиях реакции. Наблюдение за взаимодействием промежуточных продуктов и активных центров in situ даёт прямую экспериментальную основу для рационального дизайна эффективных промышленных катализаторов и глубокого понимания механизма каталитических реакций.


Спектрометр тонкой структуры рентгеновского поглощения NatureXAS 1500(图2)

исследования аккумуляторов

XAFS позволяет in situ отслеживать ключевые металлы (Mn, Ni, Co, Fe и др.) в материалах электродов и твердых электролитах в реальных режимах заряда-разряда. Метод точно выявляет эволюцию валентности, локальные структурные искажения, координационное окружение и миграцию ионов. Это дает атомарное понимание механизмов деградации емкости, побочных реакций на границах раздела фаз и открывает путь к созданию аккумуляторов следующего поколения с высокой плотностью энергии и длительным сроком службы.

Спектрометр тонкой структуры рентгеновского поглощения NatureXAS 1500(图3)

нано- и функциональные материалы

XAFS точно определяет локальное координационное окружение, длину связей, степень неупорядоченности и электронную структуру конкретных элементов в материале. Метод особенно эффективен для анализа аморфных фаз, кластеров, границ раздела и низкоразмерных наноматериалов. Это даёт ключевую структурную информацию для понимания происхождения уникальных оптических, электрических, магнитных и каталитических свойств материалов, а также для их целенаправленной оптимизации.

Спектрометр тонкой структуры рентгеновского поглощения NatureXAS 1500(图4)


геология и минералогия

XAFS точно определяет состояние нахождения, валентность, координационную симметрию и локальный структурный порядок ключевых рудообразующих и следовых элементов (например, редкоземельных, переходных металлов) в породах, минералах и расплавах. Раскрывая механизмы дифференциации, миграции и концентрации элементов в процессах магматической эволюции, гидротермального рудообразования и гипергенеза, XAFS обеспечивает атомарные ограничения для изучения генезиса месторождений, моделирования геохимических процессов и использования минеральных ресурсов.

Спектрометр тонкой структуры рентгеновского поглощения NatureXAS 2500(图5)


науки о жизни

XAFS селективно и бесконтактно анализирует точную координационную геометрию, степень окисления и динамические изменения металлических кофакторов (Fe, Mn, Zn, Cu и др.) в белках и биомолекулах в ходе каталитического цикла. Метод предоставляет уникальную структурную информацию для понимания механизмов работы металлоферментов, регуляции метаболизма металлов и взаимодействия металлосодержащих лекарств с мишенями.

Спектрометр тонкой структуры рентгеновского поглощения NatureXAS 1500(图6)


науки об окружающей среде

XAFS напрямую определяет химическую форму, валентность и микроструктуру координации токсичных элементов (As, Cr, Cd, Pb и др.) в почве, воде и атмосферных частицах. Расшифровка механизмов сорбции, комплексообразования и окислительно-восстановительных процессов на границах раздела позволяет точно оценивать экологические риски и разрабатывать эффективные технологии восстановления.









Техническая спецификация

Габариты1400 × 1100 × 1855 мм (Ш×Г×В)
ДетекторSDD
Оптическая система

Радиус круга Роуланда: 500 мм

экран дисплеяТестирование с двумя синхронизированными пучками, возможность свободного переключения между XAS и XES
Источник излученияМеталлокерамическая рентгеновская трубка (сменные мишени: Mo, Cu, Ag и др.)
Энергетический диапазон 3 – 28 кэВ(масштабируемый
Энергетическое разрешение (ΔE/E)XANES: 0.1–1.5 эВ @8 кэВ; EXAFS: 1.5–10 эВ
Световой поток>5,000,000phs/s @7 - 9keV,что обеспечивает быстрый сбор данных и высокое отношение сигнал/шум
Скорость сбора данныхТипичное время сбора полного XAFS-спектра ≤10 мин
Условия для образца

Возможность работы на воздухе или в инертном газе, однопозиционная/многопозиционная загрузка образцов

Температура эксплуатации10 – 30 °C
Электропитание

220 В, 20 А, 50 Гц