【摘要】 本文详解SAXS/WAXS联用技术在材料微观结构检测中的应用，对比SEM/TEM传统方法，阐述其在含能材料、纳米复合材料检测中的技术优势，提供电子密度匹配法解决晶体内部缺陷检测难题的实践案例。

材料微观结构是决定其性能的核心要素。在工业生产中，晶体内常见的点缺陷、线缺陷等微观瑕疵会显著降低材料的机械强度、热稳定性等关键指标。如何精准获取材料内部结构信息，已成为现代材料科学的重要课题。

 

传统检测手段的局限性：

扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）作为经典检测手段，虽能实现纳米级观测，但在实际应用中存在明显短板：

1.高能电子束易损伤有机材料结构

2.样品制备复杂且具有破坏性

3.观测范围局限于表面形貌

4.难以实现三维立体结构分析

 

SAXS/WAXS技术突破：

基于X射线散射原理的SAXS/WAXS联用系统，通过检测0.05°-5°散射角信号，可无损解析1-500nm尺度内的晶体缺陷。相较于传统方法具有三大优势：

（1）无需真空环境与复杂制样

（2）保持样品原始结构完整性

（3）提供统计性整体结构数据

 

含能材料检测实践：

针对CL-20、HMX等爆炸性晶体的内部缺陷检测难题，本研究创新采用电子密度匹配法：

• 选用环己烷、聚二甲基硅氧烷等匹配液渗透晶体

• 消除表面裂隙对散射信号的干扰

• 通过散射不变量Q拟合计算内部空隙率

实验数据表明：当匹配液与样品电子密度差值<5%时，可获得真实体积分数值，检测精度提升40%以上。

 

技术应用前景：

该解决方案已成功应用于：

✓ 纳米复合材料孔隙率分析

✓ 高分子材料相变过程监测

✓ 含能材料热稳定性评估

✓ 金属合金晶体缺陷诊断

特别在工业质检领域，SAXS/WAXS技术凭借其无损、快速的特点，正逐步成为材料研发的标准化检测手段。