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賽默飛測量控制與材料鑒別

一文了解X射線衍射儀的原理和結構組成

時間:2023-2-21 閱讀:6389
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  X射線衍射儀是利用X射線在晶體物質中的衍射效應進行物質結構分析的技術。每一種結晶物質,都有其特定的晶體結構,包括點陣類型、晶面間距等參數,用具有足夠能量的X射線照射試樣,試樣中的物質受激發,會產生二次熒光X射線(標識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)可以進行化合物的定性分析,測定譜線的積分強度(峰強度)可以進行定量分析,而測定譜線強度隨角度的變化關系可進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,本質上都屬于電磁波,只是彼此之間占據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,陰極就會發射出高速電子流撞擊金屬陽極靶,從而產生X射線。當X射線照射到晶體物質上,由于晶體是由原子規則排列成的晶胞組成,這些規則排列的原子間距離與入射X射線波長有相同數量級,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生強X射線衍射,衍射線在空間分布的方位和強度,與晶體結構密切相關不同的晶體物質具有自己*的衍射樣,這就是X射線衍射的基本原理。
  X射線衍射儀的結構組成:
  (1)X射線發生器 —— 產生X射線的裝置;
  X射線發生器由X射線管、高壓發生器、管壓和管流穩定電路以及各種保護電路等部分組成。
  現代衍射用的X射線管都屬于熱電子管,有密封式和轉靶式兩種。前者大的功率在2.5KW以內,視靶材料的不同而異;后者是為獲得高強度X射線而設計的,一般功率在10KW以上,目前常用的有9KW、12KW和18KW幾
  (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,用來準確測量衍射角。
  (3)X射線探測器 —— 測量X射線強度的計數裝置;
  計數器的主要功能是將X射線光子的能量轉換成電脈沖信號。通常用于X射線衍射儀的輻射探測器有正比計數器、閃爍計數器和位敏正比探測器。
  (4)X射線系統控制裝置 —— 數據采集系統和各種電氣系統、保護系統
  X射線能對人體組織造成傷害,在自己做好防護措施的同時也要確保防護系統的安全性。對設備要定期進行檢查維護,操作者要學習射線防護知識,同時也要接受射線職業健康檢查。

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