一文了解X射線衍射儀的原理和結(jié)構(gòu)組成
閱讀:9127 發(fā)布時間:2021-8-18
X射線衍射儀是利用X射線在晶體物質(zhì)中的衍射效應(yīng)進(jìn)行物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的技術(shù)。每一種結(jié)晶物質(zhì),,都有其特定的晶體結(jié)構(gòu),,包括點(diǎn)陣類型、晶面間距等參數(shù),,用具有足夠能量的X射線照射試樣,,試樣中的物質(zhì)受激發(fā),會產(chǎn)生二次熒光X射線(標(biāo)識X射線),,晶體的晶面反射遵循布拉格定律,。通過測定衍射角位置(峰位)可以進(jìn)行化合物的定性分析,測定譜線的積分強(qiáng)度(峰強(qiáng)度)可以進(jìn)行定量分析,,而測定譜線強(qiáng)度隨角度的變化關(guān)系可進(jìn)行晶粒的大小和形狀的檢測,。
X射線同無線電波、可見光,、紫外線等一樣,,本質(zhì)上都屬于電磁波,只是彼此之間占據(jù)不同的波長范圍而已,。X射線的波長較短,,大約在10-8~10-10cm之間。X射線分析儀器上通常使用的X射線源是X射線管,,這是一種裝有陰陽極的真空封閉管,,在管子兩極間加上高電壓,陰極就會發(fā)射出高速電子流撞擊金屬陽極靶,從而產(chǎn)生X射線,。當(dāng)X射線照射到晶體物質(zhì)上,,由于晶體是由原子規(guī)則排列成的晶胞組成,這些規(guī)則排列的原子間距離與入射X射線波長有相同數(shù)量級,,故由不同原子散射的X射線相互干涉,,在某些特殊方向上產(chǎn)生強(qiáng)X射線衍射,衍射線在空間分布的方位和強(qiáng)度,,與晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)不同的晶體物質(zhì)具有自己*的衍射樣,,這就是X射線衍射的基本原理。
X射線衍射儀的結(jié)構(gòu)組成:
?。?)X射線發(fā)生器 —— 產(chǎn)生X射線的裝置,;
X射線發(fā)生器由X射線管、高壓發(fā)生器,、管壓和管流穩(wěn)定電路以及各種保護(hù)電路等部分組成,。
現(xiàn)代衍射用的X射線管都屬于熱電子管,有密封式和轉(zhuǎn)靶式兩種,。前者大的功率在2.5KW以內(nèi),,視靶材料的不同而異;后者是為獲得高強(qiáng)度X射線而設(shè)計的,,一般功率在10KW以上,,目前常用的有9KW、12KW和18KW幾
?。?)測角儀 —— 測量角度2θ的裝置,;
測角儀是X射線衍射儀測量中核心部分,用來準(zhǔn)確測量衍射角,。
?。?)X射線探測器 —— 測量X射線強(qiáng)度的計數(shù)裝置;
計數(shù)器的主要功能是將X射線光子的能量轉(zhuǎn)換成電脈沖信號,。通常用于X射線衍射儀的輻射探測器有正比計數(shù)器,、閃爍計數(shù)器和位敏正比探測器。
?。?)X射線系統(tǒng)控制裝置 —— 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和各種電氣系統(tǒng),、保護(hù)系統(tǒng)
X射線能對人體組織造成傷害,在自己做好防護(hù)措施的同時也要確保防護(hù)系統(tǒng)的安全性,。對設(shè)備要定期進(jìn)行檢查維護(hù),,操作者要學(xué)習(xí)射線防護(hù)知識,同時也要接受射線職業(yè)健康檢查,。