X衍射仪

维基百科,自由的百科全书
跳转至: 导航搜索

X射线衍射仪(X-ray diffractometer,diffractometer,XRD)是利用X射线衍射原理研究物质内部结构的一种大型分析仪器。令一束X射线和样品交互,用生成的衍射图谱来分析物质结构。它是在X射线晶体学领域中在原子尺度范围内研究材料结构的主要仪器,也可用于研究非晶体

原理[编辑]

x射线的波长和晶体内部原子面之间的间距相近,晶体可以作为X射线的空间衍射光栅,即一束X射线照射到物体上时,受到物体中原子的散射,每个原子都产生散射波,这些波互相干涉,结果就产生衍射。衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强,在其他方向上减弱。分析衍射结果,便可获得晶体结构。以上是1912年德国物理学家劳厄(M.von Laue)提出的一个重要科学预见,随即被实验所证实。1913年,英国物理学家布拉格父子(W.H.BraggW.L.Bragg)在劳厄发现的基础上,不仅成功的测定了NaClKCl等晶体结构,还提出了作为晶体衍射基础的著名公式——布拉格方程:2dsinθ=nλ。[1]

特征X射线及其衍射X射线是一种波长(0.06-20nm)很短的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相机乳胶感光、气体电离。用高能电子束轰击金属产生X射线,它具有靶中元素相对应的特定波长,称为特征X射线。如铜靶对应的X射线波长为0.154056 nm。对于晶体材料,当待测晶体与入射束呈不同角度时,那些满足布拉格衍射的晶面就会被检测出来,体现在XRD图谱上就是具有不同的衍射强度的衍射峰。对于非晶体材料,由于其结构不存在晶体结构中原子排列的长程有序,只是在几个原子范围内存在着短程有序,故非晶体材料的XRD图谱为一些漫散射馒头峰。

构成[编辑]

  • X射线发生器、X射线管、管套体、高压电缆
    X射线发生器是X射线衍射仪的重要组成部分,采用微机控制、可控硅调压、调流技术,产生稳定管电压及管电流,目的在于得到强度稳定的X射线,保证测量结果的可靠性。
  • 测角仪
    测角仪是X衍射仪的核心组成部分,它精确的测量出样品的衍射角度,控制单元通过探测器记录衍射强度及测角仪转动角度后,揭示出物质内部的精细结构。
  • 循环水冷却装置
    散热作用。
  • 控制单元
    包括各种自动控制线路、数据采集及放大线路、维基接口及显示线路。
  • 密封正比或闪烁探测器
  • 微机系统
  • 系统控制及其应用软件

外部链接[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ 赵杰. 《材料科学基础》. 大连理工大学出版社. 2010年3月: 45页. ISBN 978-7-5611-5439-7.