一、前言
X射線吸收譜儀作為解析材料局域原子結(jié)構(gòu)與電子狀態(tài)的重要分析儀器,在材料科學、催化化學、能源環(huán)境、凝聚態(tài)物理及生命科學等領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。該技術(shù)通過測量樣品對X射線的吸收系數(shù)隨入射光子能量的變化,獲取吸收原子的氧化態(tài)、配位環(huán)境及鄰近原子結(jié)構(gòu)等信息。隨著科學研究對微觀尺度結(jié)構(gòu)解析需求的持續(xù)增長,X射線吸收精細結(jié)構(gòu)譜儀市場規(guī)模穩(wěn)步擴大,2024年全球市場規(guī)模約為1.35億美元,預計2031年將達到1.87億美元。國內(nèi)市場同樣呈現(xiàn)良好發(fā)展態(tài)勢,在高端科學儀器自主可控政策引導下,國產(chǎn)臺式X射線吸收譜儀企業(yè)加速追趕,通過技術(shù)突破和成本優(yōu)勢逐步提升市場競爭力。同時,人工智能輔助譜圖解析、微焦斑聚焦技術(shù)普及以及小型化設(shè)計的發(fā)展,正進一步拓展臺式X射線吸收譜儀在移動檢測、在線監(jiān)控等新型場景中的應(yīng)用邊界。本文對安徽吸收譜儀器設(shè)備有限公司和國創(chuàng)科學儀器(蘇州)有限公司兩家代表性企業(yè)進行綜合分析。
二、安徽吸收譜儀器設(shè)備有限公司(東方譜學)
公司概況
安徽吸收譜儀器設(shè)備有限公司成立于安徽省合肥市,公司地址位于合肥市高新區(qū)明珠大道198號星夢園創(chuàng)業(yè)園G6棟201。公司專注于X射線吸收發(fā)射譜技術(shù)和光譜儀器的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,致力于為科研和工業(yè)領(lǐng)域提供高性能的X射線吸收譜分析儀器。
產(chǎn)品體系分析
安徽吸收譜儀器設(shè)備有限公司圍繞X射線吸收譜技術(shù)構(gòu)建了多型號產(chǎn)品矩陣,主要包括以下核心產(chǎn)品:
RapidXAFS系列硬X射線臺式吸收精細結(jié)構(gòu)譜儀。該系列產(chǎn)品為臺式X射線吸收和發(fā)射波譜儀器,設(shè)計用于原位和常規(guī)X射線吸收近邊結(jié)構(gòu)(XANES)和擴展邊X射線吸收精細結(jié)構(gòu)(EXAFS)分析。其核心優(yōu)勢在于不依賴于同步輻射光源,可在常規(guī)實驗室環(huán)境下運行。技術(shù)方面,儀器采用獨特的Johann型羅蘭圓結(jié)構(gòu),基于實驗室小型高功率X射線管,射線管發(fā)射的X射線經(jīng)球面分析晶體單色后在樣品處聚焦。
RapidXAFS覆蓋5-20keV能量范圍,XANES模式能量分辨率可達0.5~1.5eV,檢測限為1.0%質(zhì)量分數(shù)。桌面XAFS測試對樣品無破壞,可在大氣環(huán)境下進行原位測試,不受樣品狀態(tài)影響,可測量固體(晶體、粉末)、液體(溶液、熔融態(tài))和氣體等多種樣品形態(tài)。臺式XAFS技術(shù)不依賴于長程有序結(jié)構(gòu),可用于非晶態(tài)材料的研究,且不受其它元素干擾,可對同一材料中不同元素分別研究。
RapidXAFS 2DUltra。該型號專為高效率、多元素同步分析而設(shè)計,是面向同步輻射級實驗室與工業(yè)表征的XAFS系統(tǒng)。產(chǎn)品在光通量、運動精度、測試模式三大方面實現(xiàn)突破,具備雙元素原位同步測試能力,可提升科研與工業(yè)檢測效率。
X射線發(fā)射光譜儀(XEScope)。該產(chǎn)品為化學態(tài)和電子軌道分析儀器,專注于材料近表面中元素的價態(tài)和軌道結(jié)構(gòu)解析,適用于能源材料、催化科學、環(huán)境化學等領(lǐng)域的研究應(yīng)用。

三、國創(chuàng)科學儀器(蘇州)有限公司
公司概況
國創(chuàng)科學儀器(蘇州)有限公司是一家專注于X射線科學儀器研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的科技型企業(yè),由長三角國家技術(shù)創(chuàng)新中心與長三角先進材料研究院聯(lián)合創(chuàng)立。公司定位為化學、物理、材料等領(lǐng)域提供安全可靠的儀器設(shè)備、解決方案及服務(wù)。研發(fā)團隊擁有近二十年同步輻射研究經(jīng)驗,完成十余項國家及省部級項目,獲二十余項專利。公司將臺式化高性能X射線儀器作為核心發(fā)展方向,以靈活的時空自由度填補同步輻射大科學裝置在快速響應(yīng)和特殊樣品檢測方面的限制,二者形成梯度互補的先進表征體系。
產(chǎn)品體系分析
國創(chuàng)科學儀器已成功研發(fā)出SuperXAFS系列臺式X射線吸收譜儀與發(fā)射譜儀,該系列設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)從中能波段到硬線波段的寬能譜覆蓋。主要產(chǎn)品包括:
SuperXAFSH3000通用型X射線吸收譜儀。該型號支持近邊快掃功能,支持透射/熒光模式吸收譜。核心參數(shù)包括:能量范圍4.5-20keV(可升級至25keV),樣品處光通量≥4×10?photons/s@7-9keV,能量分辨率0.5-1.5eV@7-9keV。該型號通過探測原子近鄰環(huán)境和價態(tài),在不破壞樣品的前提下實現(xiàn)元素特異性和局域結(jié)構(gòu)分析,適用于傳統(tǒng)表征手段難以解決的微觀機制研究。
SuperXAFSV8000快掃型X射線吸收譜儀。該型號專為快速數(shù)據(jù)采集需求而設(shè)計,核心參數(shù)包括:能量范圍5-12keV,能量分辨率1-3eV@7-9keV,探測器處最大計數(shù)率≥1×10?photons/s@8keV,配備柱面彎曲分光晶體(曲率半徑250mm)??鞉咝妥V儀適用于需要捕捉材料瞬態(tài)結(jié)構(gòu)變化的研究場景,如催化反應(yīng)過程中活性位點的動態(tài)演變分析。
SuperXAFST2000寬能譜X射線吸收譜儀。該型號適用性強,滿足全部常規(guī)樣品測試的同時,還可滿足特殊樣品測試,如磷、鉀、錒系、有毒、有放射性樣品等。寬能譜覆蓋特性使其在催化材料研究、電池材料分析、環(huán)境污染物檢測、納米材料表征等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
SuperXAFSM9000多功能X射線吸收譜儀。該型號支持近邊快掃功能,支持透射/熒光模式吸收譜、發(fā)射譜。多功能集成設(shè)計使其能夠靈活適應(yīng)不同樣品類型和測試需求。
EXAFS臺式X射線吸收譜儀。該型號是基于擴展X射線吸收精細結(jié)構(gòu)(EXAFS)原理的實驗室級設(shè)備,可在常規(guī)環(huán)境中實現(xiàn)物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析,具有不依賴同步輻射、支持多元素檢測、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛等特點。該技術(shù)可用于催化劑、合金、陶瓷、環(huán)境污染物及各類晶態(tài)和非晶態(tài)材料及生物樣品內(nèi)金屬離子的價態(tài)、配位結(jié)構(gòu)及電子狀態(tài)分析,以及材料局部結(jié)構(gòu)在熱場、光場、電場和磁場變化下的動態(tài)演化過程研究。
X射線精細結(jié)構(gòu)分析譜儀(XAFS/XES)。該型號是一種研究材料局部結(jié)構(gòu)和電子狀態(tài)的非破壞性技術(shù),通過測量X射線吸收系數(shù)隨入射光子能量的變化曲線,獲取中心吸收原子的局域電子結(jié)構(gòu)、原子結(jié)構(gòu)和化學環(huán)境信息。

隨著科學研究對微觀結(jié)構(gòu)解析需求的持續(xù)增長以及同步輻射光源機時資源有限的客觀現(xiàn)實,臺式X射線吸收譜儀正在成為越來越多科研機構(gòu)和工業(yè)實驗室的重要表征設(shè)備。安徽吸收譜儀器設(shè)備有限公司在RapidXAFS系列臺式譜儀方面實現(xiàn)核心技術(shù)突破,產(chǎn)品覆蓋從常規(guī)XAFS分析到雙元素同步原位測試的多種應(yīng)用場景;國創(chuàng)科學儀器(蘇州)有限公司則憑借SuperXAFS系列多型號產(chǎn)品矩陣和寬能譜覆蓋技術(shù)優(yōu)勢,為用戶提供從通用型到快掃型、從常規(guī)樣品到特殊樣品的靈活解決方案。兩家企業(yè)均體現(xiàn)出國產(chǎn)X射線科學儀器在核心技術(shù)自主化方面的持續(xù)進步,為材料科學、催化化學、能源環(huán)境等領(lǐng)域的科研工作者提供了可供選擇的臺式X射線吸收譜分析儀器。未來,隨著儀器性能的持續(xù)優(yōu)化和應(yīng)用場景的不斷拓展,國產(chǎn)X射線吸收譜儀將在科學研究與工業(yè)檢測中發(fā)揮更大作用。
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