Terra是全球首款攜帶型X射線衍射（XRD）和X射線螢光（XRF）分析儀,由美國伊諾斯（Innov-X）公司開發生產。
基本介紹
- 中文名：XRD—Terra
- 第一條：Terra簡介
- 第二條：Terra發展史
- 第三條：Terra三大技術突破
簡介,發展史,技術突破,套用領域,原理簡介,性能,
簡介
，其主要用於
（1）收集現場環境的岩石礦物數據；
（2）處理從X射線衍射模式匹配的數據檔案中截獲的數據，對X射線螢光進行定量分析或定性分析。
作為一款專為美國宇航局設計研發的用於火星車上礦物分析的新產品，先後成功搭載勇氣號、機遇號、鳳凰號等火星探測器登上火星並完礦物研究務。
Terra簡潔的設計，顛覆了傳統X射線衍射儀的構造，為XRD走向攜帶型和環保節能開闢了道路；同時，總共14.5kg的重量，也為XRD從實驗室走向工廠和工程現場掃清了道路。
發展史
1996年，美國宇航局（NASA）把能在火星上進行礦物研究作為目標，於是在全球尋求XRD解決方案。經過調研，傳統的XRD均不能滿足NASA火星項目，他們都具有體積龐大、重量重、耗能、需要冷卻系統、樣品顆粒需在2um、旋轉光學器件等來共性，任何一條都不能滿足火星上遠程、自動化、可靠性、準確性的的測量要求。1997年，美國宇航局組織麻省理工學院、加州理工學院、史丹福大學、印第安納大學，著手實施NASA火星探測計畫XRD項目。經過多年研究，耗費兩千多萬美元，終於研製出了滿足火星計畫的XRD，即為Terra系列。Terra在重量輕便、無線傳輸、安全可靠、數據準確、節能環保方面具有引領時代的技術優勢。
技術突破
1. 樣品晃動技術（已獲取專利）：被測樣品放置在樣品震動室內以6000HZ的頻率震動。其優越性表現在：
（1） 省去了測角儀，儀器體積變小，使用簡單；
（2） 實現了特定衍射角度的篩選和多角度的測量；
（3） 避免了晶體特定的晶面取向，更符合統計學原理，檢測結果更準確；
（4） 樣品製備簡單，減少了研磨的麻煩：
—樣品粒徑d< 150 um（Terra） vs. <1-2 um （一般XRD)
—不 用把樣品做成顆粒狀 ；
（5） 檢測速度快；
—3min（Terra） vs. 15min（一般XRD）
—不需專家操作，任何人都可以完成
（6） 避免了樣品顆粒在重力作用下粘接形成大顆粒，影響檢測結果的準確性 ；
2. 通過二維的CCD圖像感測器（探測器）收集數據，突破了傳統的連續移動掃描收集數據的方法，從而使得感測器可以固定收集數據而不需要移動。其優越性表現在
（1）避免了更多的X射線干擾；
（2）同時收集X衍射圖譜和X射線螢光，進行XRD和XRF的同步分析3. 無線接收數據，遠程可靠。
套用領域
1．套用領域：
（1）水泥
（2）醫藥
（3）地質、礦產
（4）石油化工
（5）考古
（6）刑偵
（7）藝術品鑑定
（8）環境保護
（9）海關檢測
2．主要功能：
（1）對未知樣品物相的定性分析；
（2）對特徵樣品物相的定量分析；
（3）晶格常數分析；
（4）金屬薄弱點的應力分析；
（5）XRF定性分析（幫助XRD的物相鑑定）；
原理簡介
XRD原理
（1）每種晶體物質都有自己特定晶體結構參數；
（2）只有滿足布拉格方程的特定取向的晶面才能產生衍射光束；
（3）兩個光源發出的光互 不干擾，因而各相的衍射花樣互不干擾而只是機械的疊加。
根據衍射圖譜，可實現以下分析：
（1）衍射峰的位置（2θ）及衍射強度
*物相定性分析；
*晶格常數測定；
*應力分析
（2）衍射峰高度（強度或面積）
*物相定量分析
（3）衍射峰角度及晶形
*晶粒直徑
*結晶度
性能
a) 體積小 / 質量輕（全球第一款真正的攜帶型XRD)，適合於現場作業；
b) 能耗量低（更加高效)，無需冷卻系統；
c) 低功率X射線源 ,壽命更長（10年）；
d) 獲得專利的振動樣品室,樣品準備簡單,樣品顆粒(~50mg), Terra 所需粉末粒徑 <150um,用研磨機和樣品篩很容易得到；
e) 沒有移動部件,提升了可靠性,降低了服務要求，無需校準；
f) CCD探測器可同時進行X射線螢光檢測；
g) 靈敏的能量分析:能夠區分不能用於X射線衍射的光子,X射線螢光測量元素分析範圍(Ca-U),對於給定的礦石物相的分析檢測下限更低；
h) 測試時間短；
i) 圖像解析度高；
j) 無線傳輸可靠；
k) 環境適應性強，能適應火星上惡劣的氣候環境；
l) XRD與XRF相結合，XRF的加入可使相位鑑定過程中的掃描能夠輕鬆完成，並減少不確定性。同時，XRF對 元素的檢測，能進一步對XRD的檢測結果進行佐證，提高了分析的準確性。
