材料研究正在從靜態表征走向動態過程。對于電池、薄膜、高分子等先進材料，科研工作者已經不再滿足于確認反應前后“有什么變化"，而是希望進一步知道：變化何時發生、經歷了怎樣的路徑，中間出現過哪些結構，以及這些變化如何影響材料性能。

這對XRD提出了新的要求。它不僅要能進行常規物相分析，還要具備更快的采集速度、更高的弱信號探測能力，并能在真實或模擬工況下，連續記錄材料結構的動態變化。

為響應這一需求，國儀量子物性分析團隊推出：Xvero-5200高速原位二維X射線衍射儀。面向電池、薄膜、高分子及復雜工況研究，Xvero-5200助力科研工作者從靜態物相確認進一步走向動態結構追蹤。

Xvero-5200高速原位二維X射線衍射儀

傳統一維XRD能夠有效完成物相識別和晶體結構分析，但在取向材料、薄膜和原位反應體系中，部分與方向有關的信息可能在積分過程中被平均。

Xvero-5200通過二維探測器直接記錄衍射信號在二維空間中的分布。

衍射環、弧線和斑點不僅反映材料的晶體結構，還能夠呈現材料的取向、織構與各向異性特征。二維圖譜也可以進一步積分為一維譜圖，兼顧常規物相分析和二維結構研究。

配合時間序列采集，Xvero-5200還可將衍射峰變化與溫度、電壓、電流等外部工況數據對應，幫助科研工作者觀察材料在反應過程中的相變、晶格變化和結構演化。

拉伸聚乙烯的二維X射線衍射圖、一維扇形積分曲線及(110)晶面特征峰的方位角積分曲線

原位實驗常常面臨采集時間短、樣品信號弱、原位裝置衰減明顯等問題。

Xvero-5200采用高通量微聚焦X射線源，將X射線集中到更小的光斑，在有限功率下獲得更高的光子通量密度，為快速采集、弱信號檢測和連續原位監測提供更充足的入射信號。

過去，一些對光通量和時間分辨率要求較高的實驗，需要申請同步輻射機時才能開展。Xvero-5200希望將其中一部分原位二維實驗帶回實驗室，讓科研工作者能夠更靈活、更高頻地進行樣品驗證、條件優化和長期跟蹤。

動態過程不會為了測量而停下來。

Xvero-5200搭載大面積半導體探測器，可直接記錄不同位置的衍射光子。其低噪聲、高動態范圍和快速采集能力，使有限的衍射信號能夠被更充分地記錄，也讓連續追蹤快速結構變化成為可能。

相比逐點掃描，二維探測能夠同時采集一定角度范圍內的衍射信息，縮短單次采集時間，提高原位實驗的時間分辨率。

對于相變、新相生成、晶格變化和取向演化等過程，科研工作者可以獲得更加連續的結構記錄，減少關鍵中間狀態被遺漏的可能。

在透射模式下，X射線穿透樣品，可用于分析材料整體結構和體相變化，適合電池、高分子等樣品的二維及原位測試。

在掠入射模式下，通過較小入射角提高對表面和界面結構的敏感度，可用于研究薄膜、涂層、固體電解質界面等材料的結晶狀態與擇優取向。

旋轉流變聚丙烯的二維透射衍射Mapping

二維/三維鈣鈦礦LED的2D-GIXRD

下圖為原位XRD二維等高線圖，其橫軸為衍射角(2θ)，縱軸對應充放電時間，直觀地展示了電池材料在充電放電(即脫嵌鈉)過程中的晶體結構變化。右側為充放電電壓曲線圖，和左側圖中(004)和(602)等特征衍射峰的演化趨勢形成了精確對應。圖中用黑色虛線方框高亮了關鍵的相變突變區間(即Na，到Na_0.6之間的結構轉變)，有助于深入解析材料的多步結構演變機制與具體電化學反應行為(如充放電曲線中的階段II)之間的聯系。

鈉金屬電池的原位XRD等高線圖和充放電電壓曲線圖

從反應前后的靜態結果，到反應過程中的連續記錄，材料研究對XRD提出了新的要求，也推動我們重新思考一臺實驗室XRD能夠做到什么。

Xvero-5200正是國儀量子對這一需求的回應。

我們希望借助更高通量的微聚焦光源、更高效的二維半導體探測器以及靈活的原位測試平臺，讓一部分過去受限于同步輻射機時的原位二維研究，能夠更便捷、更高頻地在日常實驗室中開展；也讓科研工作者有機會捕捉那些短暫卻關鍵的結構變化，更完整地理解材料反應的真實過程。

今天，Xvero-5200高速原位二維X射線衍射儀正式上市。接下來，我們期待與更多科研團隊和產業用戶共同完善測試方法、拓展應用場景，讓這臺儀器真正參與到有價值的材料研究中。

目前，Xvero-5200已開放應用交流與帶樣測試。歡迎向我們提出您的研究問題，我們將與您一起評估測試方案，探索樣品在真實工況下的結構變化。