Verifying accuracy of ARL X’TRA Companion Benchtop XRD using NIST Clinker SRM 2686, 2687 and 2688

Aplikace | 2023 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
X-ray, XRD
Zaměření
Materiálová analýza, Průmysl a chemie
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


X-ray difrakce (XRD) a fluorescenční analýza (XRF) jsou klíčové pro kontrolu mineralogického a elementárního složení cementového klinkeru. Přesné a spolehlivé výsledky ovlivňují kvalitu finálního cementu, jeho strukturální integritu a dlouhodobou bezpečnost stavební konstrukce. Standardní referenční materiály (SRM) zajišťují validaci metod a srovnatelnost výsledků mezi laboratořemi a výrobními procesy.

Cíle a přehled studie / článku


Studie se zaměřila na ověření přesnosti a opakovatelnosti měření fází v NIST SRM 2686, 2687 a 2688 klinkerech pomocí benchtopového difraktometru Thermo Scientific ARL X’TRA Companion. Cílem bylo potvrdit shodu s normou ASTM C1365 a čínskou normou GB/T 40407-2021.

Použitá metodika a instrumentace


Vzorky SRM byly rozemlety v kuličkovém mlýně (2 min, 30 Hz) a měřeny v reflektivním režimu s Cu Kα zářením. Každý vzorek byl analyzován 21× po dobu 10 minut dle ASTM C1365 pro stanovení opakovatelnosti a přesnosti. Kvantifikace fází proběhla pomocí Rietveldovy analýzy v programu Profex (algoritmus BGMN) s fundamental parameters přístupem.

Použitá instrumentace


  • Difraktometr ARL X’TRA Companion (θ/θ goniometr, Bragg–Brentano geometrie, 600 W Cu zdroj).
  • Stínění pro radiální i axiální kolimaci (divergence a Sollerovy štěrbiny).
  • Variabilní „beam knife“ pro snížení rozptylu v plynu, volitelná kapalinová chladička.
  • Solid state pixelový detektor (55 × 55 μm) pro rychlé sbírání dat.
  • Software Profex s BGMN algoritmem pro Rietveldovu kvantifikaci.

Hlavní výsledky a diskuse


  • Přesnost i opakovatelnost (1σ) obsahu minerálů C3S, C2S, C3A a C4AF u SRM 2686–2688 jsou v mezích ASTM C1365 a GB/T 40407-2021.
  • Úspěšné rozlišení polymorfů C3S M1 a M3 s konzistentními výsledky.
  • Průměrné hodnoty stanovené Rietveldovou metodou dobře odpovídají NIST referenčním hodnotám.

Přínosy a praktické využití metody


  • Rychlá rutinní kontrola kvality klinkeru přímo ve výrobním provozu.
  • Jednokliková Rietveldova kvantifikace a automatizované odeslání výsledků do LIMS.
  • Možnost monitorovat kritické polymorfy ovlivňující pevnost cementu.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Integrace XRD dat do procesních řídicích systémů pro reálné čase optimalizaci výroby.
  • Rozšíření analýzy o další minerální a nekrystalické složky pomocí vylepšených detektorů.
  • Využití umělé inteligence pro automatizovanou interpretaci difraktogramů a predikci vlastností produktu.

Závěr


Studie prokázala, že benchtopový difraktometr ARL X’TRA Companion poskytuje měření v souladu s mezinárodními standardy z hlediska přesnosti a opakovatelnosti. Schopnost rozlišit polymorfy C3S z něj činí ideální nástroj pro rutinní kvalitativní a kvantitativní analýzu klinkeru v cementárnách.

Reference


  1. Döbelin N., Kleeberg R., Journal of Applied Crystallography, 48, 1573–1580 (2015).
  2. Aranda M.A.G., De la Torre A.G., León-Reina L., Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 74, 169–209 (2012).

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Analysis of Cement Clinker using ARL X’TRA Companion Benchtop XRD
Analysis of VDZ 100 (CEM I), 200 (CEM II) and 300 (CEM III) SRMs using ARL X’TRA Companion X-ray Diffractometer
Quantitative analysis of C3S M1/M3 in CEM Ι using ARL X’TRA Companion benchtop XRD
Thermo Scientific ARL X’TRA Companion Next-level routine control benchtop X-ray diffractometer