به عنوان یک ابزار دقیق اصلی برای توصیف ساختار مواد،پراش‌سنج پرتو ایکس دوبعدیبر اساس اصل پراش پرتو ایکس عمل می‌کند و سیگنال‌های پراش را از طریق یک آشکارساز دوبعدی ثبت می‌کند. در مقایسه با پراش‌سنج‌های پرتو ایکس یک‌بعدی سنتی، این دستگاه مزایایی مانند جمع‌آوری سریع داده‌ها، وضوح بالا و توانایی به دست آوردن همزمان اطلاعات ساختاری چندبعدی را ارائه می‌دهد. این دستگاه امکان تجزیه و تحلیل دقیق پارامترهای کلیدی مواد از جمله ساختار کریستالی، ترکیب فازی، بلورینگی، اندازه دانه و نقص‌های کریستالی را فراهم می‌کند. ماهیت غیرمخرب و حساسیت بالای آن، آن را به طور گسترده در زمینه‌های مختلف تحقیقات مواد، شامل فلزات، سرامیک‌ها، نانومواد، پلیمرها و موارد دیگر، قابل استفاده می‌کند. بخش‌های زیر به تفصیل در مورد زمینه‌های تحقیقاتی مواد مناسب برای کاربرد آن بر اساس نیازهای خاص هر زمینه، بدون جداول ارائه شده و در عین حال تعادل بین دقت فنی و کاربرد عملی، متناسب با سناریوهای تحقیقات مواد در دنیای واقعی، توضیح می‌دهند.

زمینه تحقیقات مواد فلزی یکی از سناریوهای کاربردی اصلی را نشان می‌دهدپراش‌سنج‌های پرتو ایکس دوبعدی،به ویژه برای مطالعات توصیف ساختاری و بهینه‌سازی عملکرد فلزات و آلیاژها مناسب است. خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی مواد فلزی ارتباط نزدیکی با ساختار کریستالی، توزیع بافت و اندازه دانه آنها دارد. این پراش‌سنج امکان تجزیه و تحلیل سریع کیفی و کمی فاز مواد فلزی را فراهم می‌کند و ترکیبات فازی مختلف و محتوای نسبی آنها را در آلیاژها به طور دقیق شناسایی می‌کند. همزمان، جهت‌گیری بافت و تنش پسماند در مواد فلزی را به طور موثر تعیین می‌کند و تغییرات ساختار کریستالی را در طول پردازش مانند نورد و آهنگری تجزیه و تحلیل می‌کند و در نتیجه پشتیبانی داده‌ای را برای بهینه‌سازی تکنیک‌های پردازش فلز فراهم می‌کند. علاوه بر این، برای مواد فلزی نوظهور مانند کامپوزیت‌های زمینه فلزی و نانوپوشش‌های فلزی، این پراش‌سنج به طور دقیق ساختار سطحی و یکنواختی پراکندگی را مشخص می‌کند و به توسعه و بهبود عملکرد مواد فلزی جدید کمک می‌کند.

در زمینه تحقیقات سرامیک‌ها و مواد غیرفلزی معدنی،پراش‌سنج پرتو ایکس دوبعدیبرای برآورده کردن نیازهای تشخیص بسیار مناسب است. مقاومت در برابر دمای بالا و خواص استحکام بالای مواد سرامیکی به ساختار کریستالی منظم و ریزساختار متراکم آنها بستگی دارد. این پراش‌سنج به طور دقیق بلورینگی، نقص‌های کریستالی و تغییرات فازی مواد سرامیکی را تجزیه و تحلیل می‌کند و مواردی مانند فازهای ناخالصی و اعوجاج‌های شبکه‌ای را که ممکن است در طول فرآیندهای پخت ایجاد شوند، شناسایی می‌کند. چه برای سرامیک‌های ساختاری سنتی، سرامیک‌های کاربردی یا مواد غیرفلزی معدنی نوظهور، این دستگاه توصیف کارآمدی را ارائه می‌دهد. به عنوان مثال، در تحقیقات اکسید پروسکایت، ویژگی‌های چرخش هشت‌وجهی اکسیژن را به طور دقیق تجزیه و تحلیل می‌کند. در مطالعات لایه نازک سرامیکی، ضخامت لایه و زبری سطح مشترک را از طریق حالت‌های پراش برخورد خراشی حل می‌کند. علاوه بر این، مزیت آزمایش غیرمخرب آن، امکان نظارت جامع ساختاری را در سراسر فرآیند آماده‌سازی مواد سرامیکی فراهم می‌کند و بهینه‌سازی فرآیند را در توسعه مواد سرامیکی تسهیل می‌کند.

در زمینه تحقیقات نانومواد،پراش‌سنج پرتو ایکس دوبعدییک ابزار توصیف ضروری است که برای نیازهای آنالیز ریزساختاری نانومواد بسیار مناسب است. اندازه ذرات و مورفولوژی کریستالی نانومواد ارتباط نزدیکی با خواص فیزیکی و شیمیایی آنها دارد. روش‌های تشخیص سنتی مستعد خطا هستند، در حالی که پراش‌سنج می‌تواند با استفاده از فرمول شرر، اندازه متوسط ​​ذرات نانوذرات را به طور دقیق محاسبه کرده و ویژگی‌های ساختار کریستالی نانومواد را ثبت کند. چه نانوپودر، نانوفیلم یا نانوکامپوزیت باشد، می‌تواند به سرعت سیگنال‌های پراش را جمع‌آوری کرده و یکپارچگی کریستالی و نقص‌های کریستالی نانومواد را تجزیه و تحلیل کند. به عنوان مثال، در تحقیقات روی موادی مانند نانوصفحات ZnO و نانوذرات Au، می‌تواند اثرات بارگذاری و تغییرات ساختار کریستالی را به طور دقیق شناسایی کند. علاوه بر این، قابلیت دستیابی سریع آن، امکان نظارت پویا درجا را در طول فرآیند آماده‌سازی نانومواد فراهم می‌کند و کنترل اندازه و بهینه‌سازی عملکرد نانومواد را تسهیل می‌کند.

در زمینه تحقیقات مواد پلیمری، پراش‌سنج اشعه ایکس دوبعدی می‌تواند به طور مؤثر کاستی‌های روش‌های سنتی مشخصه‌یابی را جبران کند و برای تجزیه و تحلیل ساختارهای بلوری در مواد پلیمری بسیار مناسب است. مواد پلیمری عمدتاً سیستم‌هایی هستند که در آن‌ها حالت‌های بلوری و آمورف همزمان وجود دارند و بلورینگی مستقیماً بر خواص مکانیکی و حرارتی آن‌ها تأثیر می‌گذارد. پراش‌سنج می‌تواند بلورینگی مواد پلیمری را به طور دقیق تعیین کند و جهت‌گیری بلور و ساختارهای چندشکلی را تجزیه و تحلیل کند. در مطالعه مواد پلیمری مانند پلاستیک‌ها، الیاف و لاستیک‌ها، می‌تواند آرایش زنجیره‌های پلیمری را از طریق الگوهای پراش تجزیه و تحلیل کند و تأثیر تکنیک‌های پردازش بر ساختار بلوری را بررسی کند و در نتیجه پشتیبانی برای اصلاح و کاربرد مواد پلیمری را فراهم کند. در عین حال، می‌توان از آن برای توصیف ساختاری کامپوزیت‌های پلیمری برای تجزیه و تحلیل سازگاری و یکنواختی پراکندگی پرکننده و ماتریس استفاده کرد و تحقیق و توسعه کامپوزیت‌های پلیمری با کارایی بالا را ارتقا داد.

علاوه بر این، این پراش‌سنج همچنین به طور گسترده در زمینه‌های تحقیقاتی مانند مواد معدنی زمین‌شناسی و مواد کریستالی دارویی کاربرد دارد. در تحقیقات معدنی زمین‌شناسی، می‌تواند به سرعت شناسایی فاز و تجزیه و تحلیل ترکیبی مواد معدنی را تکمیل کند و به طبقه‌بندی و مطالعه نمونه‌های زمین‌شناسی کمک کند. در تحقیقات کریستال دارویی، می‌تواند مورفولوژی کریستالی داروها را به طور دقیق رصد کند، فرآیندهای آماده‌سازی دارو را بهینه کند و توسعه داروهای جدید را تسریع بخشد. مسیر نوری چند حالته و سازگاری بالای آن، آن را با نمونه‌هایی در اشکال مختلف مانند پودرها، مواد فله‌ای و لایه‌های نازک سازگار می‌کند و نیازهای متنوع زمینه‌های مختلف تحقیقات مواد را برآورده می‌سازد.

The پراش‌سنج پرتو ایکس دوبعدی،با مزایای اصلی خود مانند سرعت بالا در جمع‌آوری، وضوح بالا و آزمایش غیرمخرب، به طور گسترده در زمینه‌های تحقیقاتی متعددی از جمله مواد فلزی، مواد سرامیکی، نانومواد، مواد پلیمری، مواد معدنی زمین‌شناسی و مواد کریستالی دارویی کاربرد دارد. این دستگاه می‌تواند اطلاعات ساختار کریستالی میکروسکوپی مواد را به طور دقیق ثبت کند و پشتیبانی داده‌های قابل اعتمادی را برای تحقیق و توسعه مواد، بهینه‌سازی فرآیند و افزایش عملکرد فراهم کند. با پیشرفت مداوم فناوری، زمینه‌های کاربردی آن بیشتر گسترش می‌یابد و آن را به یک ابزار ضروری برای توصیف ویژگی‌های اصلی در تحقیقات علوم مواد تبدیل می‌کند.