Door Steve Johnson, materiaalanalist, bijgewerkt op 24 maart 2022

stevanovicigor/iStock/GettyImages

XRF (röntgenfluorescentie) en XRD (röntgendiffractie) zijn hoeksteentechnieken bij de karakterisering van materialen. Elke methode biedt duidelijke voordelen, afhankelijk van de chemie en kristalliniteit van het doelmateriaal.

Kristallijne materialen

XRD levert nauwkeurige structurele informatie voor poeders, legeringen en mineralen. Door diffractiepatronen te meten, worden roosterparameters, fasesamenstelling en kristallietgrootte onthuld. De kwantitatieve nauwkeurigheid bereikt subprocentniveaus voor goed gekristalliseerde monsters.

Metallurgische en composietmaterialen

XRF blinkt uit in snelle elementanalyse van metaallegeringen, cementgebonden composieten en omgevingsmonsters. Het kwantificeert belangrijke elementen en sporenelementen tot 10–20 ppm, waardoor kwaliteitscontrole en naleving van wettelijke normen worden vergemakkelijkt.

Snelheid en verwerkingscapaciteit

Een XRF-meting duurt doorgaans minder dan een uur vanaf de monstervoorbereiding tot het resultaat, waarbij de gegevensverwerking vaak binnen 10 tot 30 minuten is voltooid. XRD vereist langere acquisitietijden, vooral voor fasen met lage intensiteit.

Beperkingen

XRF kan lichte elementen zoals beryllium niet op betrouwbare wijze detecteren, en de nauwkeurigheid ervan neemt voor sommige elementen af onder de 10 ppm. XRD heeft moeite met structuren op nanoschaal of zeer amorfe structuren, die mogelijk onzichtbaar zijn in diffractiepatronen.

De keuze tussen XRF en XRD hangt af van het materiaaltype, de vereiste resolutie en operationele beperkingen. Voor uitgebreide karakterisering biedt het combineren van beide methoden een holistisch beeld van compositie en structuur.