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Terra簡(jiǎn)介
Terra是首款便攜式X射線衍射（XRD）和X射線熒光（XRF）分析儀,由美國(guó)伊諾斯（Innov-X）公司開發(fā)生產(chǎn)，其主要用于
（1）收集現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的巖石礦物數(shù)據(jù)；
（2）處理從X射線衍射模式匹配的數(shù)據(jù)文件中截獲的數(shù)據(jù)，對(duì)X射線熒光進(jìn)行定量分析或定性分析。
作為一款專為美國(guó)宇航局設(shè)計(jì)研發(fā)的用于火星車上礦物分析的新產(chǎn)品，先后成功搭載勇氣號(hào)、機(jī)遇號(hào)、鳳凰號(hào)等火星探測(cè)器登上火星并完礦物研究務(wù)。
Terra簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)，顛覆了傳統(tǒng)X射線衍射儀的構(gòu)造，為XRD走向便攜式和環(huán)保節(jié)能開辟了道路；同時(shí)，總共14.5kg的重量，也為XRD從實(shí)驗(yàn)室走向工廠和工程現(xiàn)場(chǎng)掃清了道路。
Terra發(fā)展史
1996年，美國(guó)宇航局（NASA）把能在火星上進(jìn)行礦物研究作為目標(biāo)，于是在尋求XRD解決方案。經(jīng)過調(diào)研，傳統(tǒng)的XRD均不能滿足NASA火星項(xiàng)目，他們都具有體積龐大、重量重、耗能、需要冷卻系統(tǒng)、樣品顆粒需在2um、旋轉(zhuǎn)光學(xué)器件等來(lái)共性，任何一條都不能滿足火星上遠(yuǎn)程、自動(dòng)化、可靠性、準(zhǔn)確性的的測(cè)量要求。1997年，美國(guó)宇航局組織麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、印第安納大學(xué)，著手實(shí)施NASA火星探測(cè)計(jì)劃XRD項(xiàng)目。經(jīng)過多年研究，耗費(fèi)兩千多萬(wàn)美元，終于研制出了滿足火星計(jì)劃的XRD，即為Terra系列。Terra在重量輕便、無(wú)線傳輸、安全可靠、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、節(jié)能環(huán)保方面具有引領(lǐng)時(shí)代的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
Terra三大技術(shù)突破
1. 樣品晃動(dòng)技術(shù)（已獲取）：被測(cè)樣品放置在樣品震動(dòng)室內(nèi)以6000HZ的頻率震動(dòng)。其優(yōu)越性表現(xiàn)在：
（1） 省去了測(cè)角儀，儀器體積變小，使用簡(jiǎn)單；
（2） 實(shí)現(xiàn)了特定衍射角度的篩選和多角度的測(cè)量；
（3） 避免了晶體特定的晶面取向，更符合統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確；
（4） 樣品制備簡(jiǎn)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(cè)速度快；
—3min（Terra） vs. 15min（一般XRD）
—不需操作，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(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性 ；
2. 通過二維的CCD圖像傳感器（探測(cè)器）收集數(shù)據(jù)，突破了傳統(tǒng)的連續(xù)移動(dòng)掃描收集數(shù)據(jù)的方法，從而使得傳感器可以固定收集數(shù)據(jù)而不需要移動(dòng)。其優(yōu)越性表現(xiàn)在
（1）避免了更多的X射線干擾；
（2）同時(shí)收集X衍射圖譜和X射線熒光，進(jìn)行XRD和XRF的同步分析3. 無(wú)線接收數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程可靠。
Terra應(yīng)用領(lǐng)域及功能
1．應(yīng)用領(lǐng)域：
（1）水泥
（2）醫(yī)藥
（3）地質(zhì)、礦產(chǎn)
（4）石油化工
（5）考古
（6）刑偵
（7）藝術(shù)品鑒定
（8）環(huán)境保護(hù)
（9）海關(guān)檢測(cè)
2．主要功能：
（1）對(duì)未知樣品物相的定性分析；
（2）對(duì)特征樣品物相的定量分析；
（3）晶格常數(shù)分析；
（4）金屬薄弱點(diǎn)的應(yīng)力分析；
（5）XRF定性分析（幫助XRD的物相鑒定）；
Terra原理簡(jiǎn)介
XRD原理
（1）每種晶體物質(zhì)都有自己特定晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)；
（2）只有滿足布拉格方程的特定取向的晶面才能產(chǎn)生衍射光束；
（3）兩個(gè)光源發(fā)出的光互 不干擾，因而各相的衍射花樣互不干擾而只是機(jī)械的疊加。
根據(jù)衍射圖譜，可實(shí)現(xiàn)以下分析：
（1）衍射峰的位置（2θ）及衍射強(qiáng)度
*物相定性分析；
*晶格常數(shù)測(cè)定；
*應(yīng)力分析
（2）衍射峰高度（強(qiáng)度或面積）
*物相定量分析
（3）衍射峰角度及晶形
*晶粒直徑
*結(jié)晶度
Terra性能
a) 體積小 / 質(zhì)量輕（款真正的便攜式XRD)，適合于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)；
b) 能耗量低（更加高效)，無(wú)需冷卻系統(tǒng)；
c) 低功率X射線源 ,壽命更長(zhǎng)（10年）；
d) 獲得的振動(dòng)樣品室,樣品準(zhǔn)備簡(jiǎn)單,樣品顆粒(~50mg), Terra 所需粉末粒徑 <150um,用研磨機(jī)和樣品篩很容易得到；
e) 沒有移動(dòng)部件,提升了可靠性,降低了服務(wù)要求，無(wú)需校準(zhǔn)；
f) CCD探測(cè)器可同時(shí)進(jìn)行X射線熒光檢測(cè)；
g) 靈敏的能量分析:能夠區(qū)分不能用于X射線衍射的光子,X射線熒光測(cè)量元素分析范圍(Ca-U),對(duì)于給定的礦石物相的分析檢測(cè)下限更低；
h) 測(cè)試時(shí)間短；
i) 圖像分辨率高；
j) 無(wú)線傳輸可靠；
k) 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，能適應(yīng)火星上惡劣的氣候環(huán)境；
l) XRD與XRF相結(jié)合，XRF的加入可使相位鑒定過程中的掃描能夠輕松完成，并減少不確定性。同時(shí)，XRF對(duì) 元素的檢測(cè)，能進(jìn)一步對(duì)XRD的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行佐證，提高了分析的準(zhǔn)確性。
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