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X射線衍射儀的基本原理和構(gòu)造
X射線衍射儀分為單晶衍射儀和多晶衍射儀兩種,。單晶衍射儀的被測對(duì)象為單晶體試樣，主要用于確定未知晶體材料的晶體結(jié)構(gòu),?；驹恚涸谝涣尉w中原子或原子團(tuán)均是周期排列的。將X射線(如Cu的Kα輻射)射到一粒單晶體上會(huì)發(fā)生衍射,，由對(duì)衍射線的分析可以解析出原子在晶體中的排列規(guī)律,，也即解出晶體的結(jié)構(gòu)。
X射線單晶衍射儀
多晶衍射儀也被稱為粉末衍射儀,，被測對(duì)象通常為粉末,、多晶體金屬或高聚物等塊體材料。
X射線多晶衍射儀
多晶體衍射儀主要由以下4部分構(gòu)成：
(1)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(jì)的,，一般功率在10KW以上,，目前常用的有9KW、12KW和18KW幾種,。
X射線管實(shí)質(zhì)上是一個(gè)真空二極管,。工作原理：給陰極加上一定的電流被加熱時(shí)，便能放出熱輻射電子,。在數(shù)萬伏特高壓電場的作用下,，這些電子被加速并轟擊陽極(又被稱為靶)。陽極靶面上受電子束轟擊的焦點(diǎn)呈細(xì)長的矩形狀(稱線焦點(diǎn)或線焦斑)，從射線出射窗中心射出的X射線與靶面的掠射角為3°-6°,。從出射方向垂直焦斑長邊的兩個(gè)出射窗口觀察,，焦斑呈線狀的稱為線光源；從另外兩個(gè)出射窗口觀察,，焦斑如點(diǎn)狀稱為點(diǎn)光源,。在衍射儀每次安裝管子時(shí)，必須辨別所使用X射線出射窗口是否為線焦點(diǎn)方向,。此外,，還要求測角儀相對(duì)于靶面平面要有適當(dāng)?shù)膬A斜角。
(2)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,，用來測量衍射角。
工作原理：在試樣臺(tái)C處裝好試樣,，,，入射線從X射線管焦點(diǎn)S發(fā)出，經(jīng)入射光闌系統(tǒng)A投射到試樣表面產(chǎn)生衍射,，衍射線經(jīng)接收光闌系統(tǒng)B,、F、G進(jìn)入計(jì)步器E,。S,、F在同一圓周(測角儀圓)上。試樣臺(tái)和計(jì)數(shù)器分別固定在兩個(gè)同軸的圓盤上,，由兩個(gè)步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng),。不斷改變θ，計(jì)數(shù)器沿測角儀圓運(yùn)動(dòng),，接收各衍射角2θ所對(duì)應(yīng)的衍射強(qiáng)度,。
(3)X射線探測器——測量X射線強(qiáng)度的計(jì)數(shù)裝置；
計(jì)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(hào),。通常用于X射線衍射儀的輻射探測器有正比計(jì)數(shù)器,、閃爍計(jì)數(shù)器和位敏正比探測器。
(4)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(duì)人體組織造成傷害，在自己做好防護(hù)措施的同時(shí)也要確保防護(hù)系統(tǒng)的安全性,。對(duì)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(shí)，同時(shí)也要接受射線職業(yè)健康檢查,。