XRDkuvantamisen

XRD-kuvantaminen on röntgensäteilyä hyödyntävien tekniikoiden ryhmä, jonka tarkoituksena on tuottaa kuvia aineen sisäisestä mikrostruktuurista diffraktiotietojen avulla. Keskeisiä tietoja ovat kiteisten suuntautumisten jakaantuminen, faasien esiintyminen sekä jännitys- ja rasitusjakaumat. Menetelmä on yleensä ei-invasiivinen ja mahdollistaa kolmiulotteisen rakenteen kartoituksen ilman suurta näytteen vaurioitumista.

Periaatteessa XRD-kuvantamisessa näytteeseen kohdistetaan röntgensäteilyä, ja diffraktiosignaaleja kerätään useista suunnista tai pisteiltä suurella, tämänhetkisellä detektorilla. Näytteestä saatavat diffraktiomerkinnät tulkitaan takaisin sen sisäisestä rakenteesta; useimmiten kuvat kerätään sekä säteen rotaatiossa että näytettä kiertämällä, jolloin saadaan tomografinen rekonstruktio. Tekniikoita ovat muun muassa diffraction-contrast tomography (DCT) ja Bragg-edge-tomografia, jotka tuottavat tilallisesti jäsennettyjä karttoja kiteisistä ominaisuuksista.

Käyttökohteita ovat metalliseokset, keraamit ja kivilitoitteet, joissa halutaan selvittää faasis taiien jakaantuminen, kristallisuuntatilat sekä jännitykset kestomuodostumissa. XRD-kuvantaminen mahdollistaa epäpuhtauksien paikantamisen, prosessien valvonnan sekä materiaalien mukauttamisen mikrorakenteen perusteella. Tekniikka vaatii usein pääsyn synkrotroni-, laboratoriolähtöisiin korkean kirkkauden lähteisiin, ja datan käsittely sekä rekonstruktiokirjasto ovat laskennallisesti vaativia.

Yhteenvetona XRD-kuvantaminen laajentaa perinteistä diffraktiotutkimusta tarjoamalla paikallisia, kolmiulotteisia karttoja kiteisestä rakenteesta ja sen muutoksista, mikä tekee siitä arvokkaan työkalun sekä tutkimuksessa että materiaalien laadunvalvonnassa.