材料检测必备技能：X射线衍射仿真实验

X射线衍射物相分析是重要的材料检测手段，也是材料类专业学生掌握的材料分析、检测的重要教学内容。在实际教学过程中，往往会遇到台套数不够、实验周期长、实验成本高等问题，需要对传统教学手段进行变革，在传统实践教学基础上的延伸和扩展。

北京象新力围绕《材料测试实验》课程研发了“X射线衍射虚拟仿真软件”，通过虚拟仿真技术构建完整的实验室检测分析场景，学生身临其境，体验与感知检测的每一个细节过程。

☑ 产品介绍

本实验软件分为三个部分，分别是原理学习、电池制备、粉末样品XRD测试。本软件将X射线衍射的结构和工作原理、X射线衍射物相定性分析、分析鉴定试验样品等内容融入实验流程，培养学生在材料实验室检测的综合能力。

学生进入虚拟仿真实验，从原位电池的制备到X射线衍射检测，最后进行数据处理分析，完成完整的实验操作，深入理解电池在充放电过程中的物相变化；任务驱动式教学方式引导学生完成粉末样品的制备、检测、数据分析，从而得出结论。实验完成后通过提交实验结果，完成实验报告，系统可对实验结果进行自动评价和反馈。

☑ 产品特色

本软件能够以高度真实的方式模拟X射线衍射实验过程中的各种物理现象，包括X射线的入射、与晶体的相互作用、衍射图样的产生等。软件涵盖了多种X射线衍射实验场景，包括原位电池充放电过程衍射、粉末衍射等。实验还原度高，仿真数据真实可靠。学生可以在软件中选择不同的实验场景进行学习和实践，深入了解不同实验方法的原理和应用。

同时，软件设计内容紧跟科技前沿，能够在电池工作状态下（如充电、放电过程）进行实时测量，通过不断采集XRD图谱，观察晶体结构的动态变化。帮助学生了解电池材料在电化学反应中的相变、晶体结构变化等；通过分析不同条件下材料的结构变化，优化材料的组成和工艺，提高电池性

☑ 实验内容

（1）原理学习

点击“原理学习”模块，开始学习XRD测试相关知识，内容包括X射线的产生、样品在X射线作用下产生衍射X射线、X射线衍射仪结构。

（2）电池制备

进入该模块实验后，制备组装原位电池，在XRD设备上进行原位电池的充放电过程XRD测试，处理实验数据。

（3）粉末样品XRD测试

在该实验模块中，学生制备待测样品试样，完成X射线衍射仪检测过程；检测完成后对测试数据进行分析。

☑ 支撑课程

本虚拟仿真实验项目可广泛应用于本科和高职类院校实验和实训课程。主要针对X射线衍射仪的工作原理和结构、检测样品的制备、X射线衍射仪的操作、测试数据的分析处理等相关知识点的教学，可服务于无机非金属材料、材料成型、材料检测分析等相关专业。