เครื่อง X-Ray Diffraction (XRD) มีหลากหลายสาขาและสามารถประยุกต์ใช้ในงานที่ต้องการวิเคราะห์โครงสร้างผลึกของวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ
1. การวิเคราะห์โครงสร้างผลึกของวัสดุ:
- การระบุชนิดของสาร (Phase Identification): เครื่อง XRD สามารถใช้ระบุชนิดของสารที่เป็นผลึก โดยการวิเคราะห์รูปแบบการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ และเปรียบเทียบกับฐานข้อมูลมาตรฐาน เช่น แร่ธาตุ สารประกอบเคมี หรือวัสดุที่ใช้ในอุตสาหกรรม เช่น อิเล็กทรอนิกส์ หรือวัสดุโครงสร้าง
- การวิเคราะห์โครงสร้างผลึกเชิงลึก: XRD ช่วยให้เราสามารถเข้าใจโครงสร้างผลึกในระดับอะตอม ซึ่งเป็นประโยชน์ในงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบและพัฒนาวัสดุใหม่
2. การวิเคราะห์ขนาดและรูปร่างของผลึก:
- การวิเคราะห์ขนาดอนุภาคนาโน: สามารถใช้วิเคราะห์ขนาดผลึกในระดับนาโนเมตร โดยเฉพาะวัสดุที่มีอนุภาคขนาดเล็ก เช่น ในการผลิตวัสดุนาโน (Nanomaterials) ซึ่งจำเป็นต้องทราบข้อมูลเกี่ยวกับขนาดผลึกเพื่อประเมินคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุ
- การวิเคราะห์รูปร่างและโครงสร้างของผลึก: XRD ช่วยในการตรวจสอบว่าผลึกมีลักษณะสมบูรณ์หรือมีความบิดเบี้ยว ซึ่งส่งผลต่อคุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์ของวัสดุ
3. การวิเคราะห์ความเป็นผลึกและความไม่เป็นผลึก (Crystallinity):
- การตรวจสอบความเป็นผลึกของวัสดุ: ใช้ในการวิเคราะห์สารที่มีลักษณะเป็นผลึกหรือสารที่มีโครงสร้างไร้ระเบียบ (amorphous) เช่น การศึกษาวัสดุที่ใช้ในอุตสาหกรรมเซรามิก วัสดุโพลิเมอร์ หรือสารประกอบอินทรีย์ เพื่อประเมินคุณสมบัติทางกลและทางความร้อนของวัสดุ
- การวิเคราะห์วัสดุที่ผสมกันระหว่างผลึกและสารไร้ผลึก: XRD ช่วยในการตรวจสอบอัตราส่วนของสารผลึกและสารที่ไม่เป็นผลึกในวัสดุผสม ซึ่งมีความสำคัญในงานวิจัยวัสดุศาสตร์และอุตสาหกรรมการผลิตวัสดุ
4. การตรวจสอบความเค้นและความเครียดในวัสดุ (Stress and Strain Analysis):
- การตรวจสอบความเค้นและความเครียดในวัสดุ: XRD ใช้ในการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างผลึกที่เกิดจากความเค้นและความเครียดในวัสดุ เช่น การศึกษาวัสดุที่ผ่านกระบวนการทางกล (mechanical processing) เช่น การขึ้นรูป หรือการอบชุบวัสดุ เพื่อให้เข้าใจถึงผลกระทบต่อโครงสร้างผลึก
5. การศึกษาโครงสร้างโปรตีนและชีวโมเลกุล:
- การวิเคราะห์โครงสร้างโปรตีน: XRD ถูกนำมาใช้ในการวิเคราะห์โครงสร้างของโปรตีนและชีวโมเลกุล เพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับการจัดเรียงตัวของอะตอมภายในโปรตีน ซึ่งมีความสำคัญในงานวิจัยทางชีววิทยาและเคมีชีวภาพ โดยเฉพาะการพัฒนายารักษาโรคหรือสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ
6. การวิเคราะห์วัสดุในอุตสาหกรรมเซรามิกและปูนซีเมนต์:
- ใช้ในการวิเคราะห์คุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ในอุตสาหกรรมเซรามิก เช่น การตรวจสอบชนิดของแร่ในดินขาว หรือการวิเคราะห์โครงสร้างผลึกของผลิตภัณฑ์เซรามิก เพื่อควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์
- ใช้ในอุตสาหกรรมปูนซีเมนต์ เพื่อตรวจสอบส่วนประกอบของปูนซีเมนต์และปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิต
7. การวิเคราะห์วัสดุแบตเตอรี่และเซลล์แสงอาทิตย์:
- ใช้ในการศึกษาโครงสร้างผลึกของวัสดุที่ใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและเซลล์แสงอาทิตย์ เพื่อตรวจสอบคุณสมบัติของวัสดุและเพิ่มประสิทธิภาพการเก็บพลังงาน
