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Röntgendiffraktometrie leicht gemacht

Bedienerfreundliches Tischgerät für das Analyselabor
Röntgendiffraktometrie leicht gemacht

Röntgendiffraktometrie leicht gemacht
Der Aeris eignet sich auch zur automatisierten Prozesskontrolle: Proben werden über ein Bandsystem oder einen Roboter angeliefert und ohne menschlichen Eingriff geladen. Die Messung startet automatisch.
Die Röntgenbeugungsanalyse ist bereits seit vielen Jahrzehnten eine Standardmethode zur qualitativen und quantitativen Analyse von kristallinen Materialien. Sie gibt Aufschluss über die Produktionsbedingungen und erlaubt eine automatisierte Prozesskontrolle. Im Folgenden erhalten Sie einen kurzen Einblick in die Methode sowie die Eigenschaften und Möglichkeiten des Aeris-Diffraktometers.

Die moderne technisierte Welt verlangt nach immer neuen und verbesserten Materialien, um Produkte leistungsfähig und zukunftssicher zu gestalten. Vor allem die Überwachung von deren Eigenschaften ist bei der Produktion ein wichtiges Thema, neben den Anforderungen an eine umweltgerechte und effiziente Herstellung bei optimaler Produktsicherheit. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, bedarf es einer umfangreichen Analytik, die schon während der Entwicklung, aber auch später in der Produktion zur Qualitätskontrolle dient. Neben vielen verschiedenen z. T. nasschemischen Verfahren stellt die Röntgenbeugung eine wichtige Methode zur Verfügung, die für die Charakterisierung und Überprüfung von festen oder pulverförmigen Materialien ideal ist, da die Probenpräparation schnell und ohne aufwendige Vorverarbeitung erfolgt. Besonders wichtig in diesem Zusammenhang ist die einfache Bedienbarkeit solcher Systeme, sodass Tischdiffraktometer wie das Aeris von Panalytical das Analysenlabor ideal ergänzen.

Passt in jedes Labor
Die qualitative und quantitative Analytik war der erste Schritt der routinemäßigen Nutzung von Diffraktometern im Labor. Inzwischen haben sich neue Anwendungsfelder entwickelt, die den kristallinen oder amorphen Zustand der Materialien nutzen, um weitere Eigenschaften zu charakterisieren. Hierzu gehört z. B. die Analyse von Kristallitgrößen in Pulvern oder die standardlose quantitative Analyse von Mischungen verschiedenster Materialien. Auch die Bestimmung amorpher Anteile (glasartiges Material) in einer Probe gehört dazu. All diese Informationen geben Aufschluss über die Produktionsbedingungen und erlauben in Verbindung mit entsprechend ausgerüsteten Systemen eine automatisierte Prozesskontrolle zur Qualitätssicherung. Damit sind Röntgendiffraktometer heutzutage in der Entwicklung und Prozesskontrolle praktisch unverzichtbar.
Mit dem Diffraktometer Aeris trägt Panalytical den Bedürfnissen eines modernen Labors Rechnung. Aufgrund der Konstruktion als kompaktes Tischgerät passt es in jedes Labor. Durch ein intuitives Bedienkonzept erzielen selbst mit der Methode nicht so vertraute Anwender optimale Analysenergebnisse. Das Tischgerät ist ein vollwertiges Röntgendiffraktometer. Seine Ergebnisse stehen einem Forschungsdiffraktometer wie dem Empyrean praktisch in nichts nach und decken die oben erwähnten Anwendungen kompromisslos ab. Dies ist möglich, da das Gerät auf spezielle Aufgabenstellungen zugeschnitten wurde. So werden anwendungsspezifische Gerätekonfigurationen angeboten, deren Namen jeweils auf den Anwendungsbereich hinweisen. Demzufolge sind die spezifischen Editionen Minerals, Cement, Metals und Research für die Bereiche Bergbau, Zementproduktion, Metallherstellung und Forschungslabore z. B. der chemischen Industrie, optimal konfiguriert.
In allen Fällen erhält der Anwender ein vollständiges, kompaktes Röntgendiffraktometer in Theta/Theta-Geometrie, sodass die Probe immer horizontal positioniert ist und damit z. B. auch lose Pulver ohne Probleme untersucht werden können. In Verbindung mit dem integrierten Probendreher lässt sich die Kristallit-Statistik deutlich verbessern, durch die Montage eines optionalen Probenwechslers für 6 Proben lassen sich zusätzlich Messabläufe automatisieren. Probenhalter sind in vielen verschiedenen Varianten erhältlich und decken unterschiedliche Anforderungen an Durchmesser und Dicke der Proben ab.
Leicht zu bedienen
Der standardmäßig eingebaute schnelle Halbleiterdetektor Pixcel erlaubt dabei durch seine aktive Länge von über 5° 2Theta sehr schnelle Messungen in wenigen Minuten oder alternativ längere Messungen mit sehr hohen Nachweisempfindlichkeiten. Für spezielle Anwendungen in der Forschung ist auch eine Detektor-Version für zweidimensionale Messungen verfügbar. Je nach Anforderung an die Intensitäten und damit Messzeiten bzw. Nachweisempfindlichkeiten stehen zwei Generatoren zur Auswahl, mit 300 oder 600 W. Beide Systeme benötigen keine externe Kühlung und der jeweils geringe Röhrenstrom stellt sicher, dass die Röhre über die gesamte Lebensdauer praktisch keinen Intensitätsabfall zeigt.
Für spezielle Anwendungen in der Forschung kann ein Heiztisch montiert werden, der eine Aufheizung der Probe bis zu 500 °C erlaubt und sich somit das Verhalten des Probenmaterials bei hohen Temperaturen untersuchen lässt.
Die leichte Bedienbarkeit des Gesamtsystems wird durch die Nutzung eines am Gerät angebrachten berührungsempfindlichen Monitors sichergestellt. In Verbindung mit der intuitiven Steuerungssoftware lassen sich so Messungen durch wenige Eingaben starten. Es muss lediglich ein Messprogramm ausgewählt und ein Probenname eingegeben werden, schon kann die Messung starten.
Erstmalig bei Tisch-Röntgendiffraktometern ist aber auch die Möglichkeit gegeben, das Gerät in eine automatisierte Umgebung, wie sie z. B. in der Zementindustrie üblich ist, zu integrieren. Damit lassen sich Proben über ein Bandsystem oder einen Roboter anliefern, die Probe wird ohne menschlichen Eingriff geladen und die Messung automatisch gestartet. Danach werden die automatisch erstellten Analysenergebnisse an das Labormanagement-System (LIMS) weitergeleitet. Solche Möglichkeiten waren bis jetzt größeren Diffraktometern vorbehalten.

Die wichtigsten Daten

Kurz und Bündig

  • Größe (H x B x T) : 69 x 77 x 79 cm
  • Goniometerradius: 145 mm
  • Winkelbereich: -3 bis 145° 2Theta
  • Generatorleistung: 300 oder 600 W, standardmäßig Cu- bzw. Co-Röhre
  • Primäroptik: Divergenzblenden-System
  • Detektor : Halbleiter-Linear- bzw. Flächendetektor
  • Stromanschluss: 230 V Standard-Steckdose
  • PC und Monitor : Integriert
  • Optionen: Probenwechsler, Einbindung in Automatisierung, Heiztisch

  • Dr. Detlef Opper
    Applikations- und Produktspezialist XRD,
    Panalytical
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