XRD流通式毛细玻璃管核心是装样→密封→对准→通气→测试→清洗,全程控防漏、防气泡、防污染,适配原位气/液环境。
一、准备工作(洁净+选型)
选型:按样品与工况选规格
材质:高硼硅玻璃(常温/低湿)、石英(≤800℃高温/紫外)
尺寸:内径0.3–1.0mm、壁厚0.1–0.2mm、长度20–50mm;流通管带双端接口(接气/液路)
清洗:新管→去离子水→乙醇→丙酮超声各5min,100℃烘干;严禁酸碱,避免微裂纹
检查:强光下目视无裂纹、无划痕、无堵塞;两端切口平整无崩边
二、装样操作(粉末/胶体/原位反应)
粉末样品(常规)
一端塞1mm惰性棉(石英棉/玻璃棉)防样品流失
另一端装3–5mm样品,轻敲管壁密实,避免空隙(防择优取向)
样品两端留1–2mm空区,防止接触密封胶
流通式(气/液环境)
样品段居中,两端接微流管路(PTFE/石英毛细管)
气路:惰性载气(N₂/Ar);液路:去气溶剂,先排气泡(气泡致衍射峰漂移)
密封:接口用耐高温环氧胶/无机胶,室温固化≥2h;高温工况(>200℃)用石墨垫圈+金属压帽密封
三、安装与对准(关键!影响数据质量)
装夹:固定在毛细管样品台/原位池,同轴度≤0.02mm;流通接口接气/液路,先试漏(0.1MPa保压5min无压降)
对准(显微镜/激光准直)
调x/y/z轴,使毛细管中心与X射线光斑重合(光斑通常0.1–0.5mm)
旋转φ轴(360°),毛细管无明显摆动(摆动>0.1mm需重装)
样品段位于衍射仪焦平面,避免峰宽化
四、流通测试(气/液控制+参数设置)
气路控制
流速:1–10mL/min(过高冲散样品,过低气氛不均)
压力:常压–1MPa(高压需专用高压原位池)
温度:室温–800℃(石英管+热气流加热,升温速率≤5℃/min,防热震裂管)
液路控制
流速:0.1–1mL/min,全程去气(超声脱气30min)
防结露:样品台温度高于露点5–10℃
数据采集
模式:透射法(Debye-Scherrer),旋转毛细管(10–60rpm)消除择优取向
扫描范围:2θ=5°–90°,步长0.02°,每步停留1–2s
原位动态:定时扫描(如每5min一次),追踪相变过程
五、拆卸与维护(延长寿命)
停机:先停气/液→降温至室温→卸压→拆管路→取毛细管
清洗:
单次使用:去离子水→乙醇冲洗,100℃烘干
顽固残留:低温等离子清洗(避免酸碱)
堵塞:细钨丝疏通,禁用硬物刮擦内壁
存放:干燥器中平放,避免挤压;有效期:常温<6个月,高温<3个月(疲劳老化)
六、常见问题与禁忌
❌超温:玻璃>500℃、石英>800℃→软化变形
❌骤冷骤热:温差>100℃/min→热震开裂
❌气泡:液路气泡→衍射峰漂移、强度波动
❌过填:样品过满→堵塞流通、压力升高
❌暴力装夹:挤压/磕碰→隐性裂纹,测试中爆裂
七、核心要点速记
洁净无裂→装样居中密实→密封防漏→精准对准→稳流控温→旋转消取向→清洗平放
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