X射(she)(she)線衍(yan)(yan)射(she)(she)儀(yi)(yi)分為單(dan)晶(jing)(jing)(jing)衍(yan)(yan)射(she)(she)儀(yi)(yi)和多晶(jing)(jing)(jing)衍(yan)(yan)射(she)(she)儀(yi)(yi)兩種。單(dan)晶(jing)(jing)(jing)衍(yan)(yan)射(she)(she)儀(yi)(yi)的(de)被測(ce)對象為單(dan)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)試樣,主要用于確定未知晶(jing)(jing)(jing)體(ti)材料的(de)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)結構。基本原(yuan)(yuan)理:在一粒單(dan)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)中原(yuan)(yuan)子或原(yuan)(yuan)子團均是周(zhou)期排列(lie)的(de)。將(jiang)X射(she)(she)線(如(ru)Cu的(de)Kα輻射(she)(she))射(she)(she)到(dao)一粒單(dan)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)上會發生衍(yan)(yan)射(she)(she),由(you)對衍(yan)(yan)射(she)(she)線的(de)分析可以(yi)解(jie)析出原(yuan)(yuan)子在晶(jing)(jing)(jing)體(ti)中的(de)排列(lie)規律(lv),也即(ji)解(jie)出晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)結構。
X射(she)(she)線單晶衍射(she)(she)儀(yi)
多(duo)晶衍射儀也被稱(cheng)為粉(fen)(fen)末衍射儀,被測對(dui)象通常(chang)為粉(fen)(fen)末、多(duo)晶體(ti)(ti)金屬或高(gao)聚(ju)物等塊體(ti)(ti)材(cai)料。
X射(she)線多晶衍射(she)儀(yi)
多晶體衍射(she)儀主要由以(yi)下(xia)4部分構成:
(1)X射線發生(sheng)器 —— 產生(sheng)X射線的裝置;
X射(she)線發生(sheng)器由X射(she)線管(guan)、高(gao)壓發生(sheng)器、管(guan)壓和管(guan)流穩定電路以及各種保護電路等部分組成(cheng)。
現代衍射(she)用的X射(she)線管(guan)都屬于熱電子管(guan),有密(mi)封式和轉靶式兩(liang)種。前者最大(da)的功率(lv)在2.5KW以(yi)內,視(shi)靶材料的不同而(er)異;后者是為獲得高強度X射(she)線而(er)設計的,一般(ban)功率(lv)在10KW以(yi)上(shang),目前常用的有9KW、12KW和18KW幾種。
X射線(xian)管實物圖
X射(she)線(xian)(xian)(xian)管實質上(shang)是一(yi)個(ge)(ge)真空二極(ji)(ji)管。工作(zuo)原理:給陰(yin)極(ji)(ji)加上(shang)一(yi)定(ding)的(de)電流被(bei)(bei)加熱時(shi),便能放出(chu)(chu)(chu)熱輻射(she)電子(zi)。在數萬伏(fu)特高壓(ya)電場的(de)作(zuo)用下(xia),這些電子(zi)被(bei)(bei)加速(su)并轟擊陽極(ji)(ji)(又被(bei)(bei)稱為靶)。陽極(ji)(ji)靶面上(shang)受電子(zi)束轟擊的(de)焦(jiao)點呈細長的(de)矩形(xing)狀(稱線(xian)(xian)(xian)焦(jiao)點或線(xian)(xian)(xian)焦(jiao)斑(ban)),從(cong)(cong)射(she)線(xian)(xian)(xian)出(chu)(chu)(chu)射(she)窗(chuang)中心(xin)射(she)出(chu)(chu)(chu)的(de)X射(she)線(xian)(xian)(xian)與靶面的(de)掠射(she)角(jiao)(jiao)為3°-6°。從(cong)(cong)出(chu)(chu)(chu)射(she)方向垂直焦(jiao)斑(ban)長邊的(de)兩(liang)個(ge)(ge)出(chu)(chu)(chu)射(she)窗(chuang)口觀察(cha),焦(jiao)斑(ban)呈線(xian)(xian)(xian)狀的(de)稱為線(xian)(xian)(xian)光(guang)源;從(cong)(cong)另外兩(liang)個(ge)(ge)出(chu)(chu)(chu)射(she)窗(chuang)口觀察(cha),焦(jiao)斑(ban)如點狀稱為點光(guang)源。在衍(yan)射(she)儀(yi)每次安裝(zhuang)管子(zi)時(shi),必須(xu)辨別所使用X射(she)線(xian)(xian)(xian)出(chu)(chu)(chu)射(she)窗(chuang)口是否為線(xian)(xian)(xian)焦(jiao)點方向。此外,還要求測角(jiao)(jiao)儀(yi)相對于(yu)靶面平面要有適當的(de)傾斜角(jiao)(jiao)。
X射線管原理圖(tu)
(2)測(ce)角(jiao)儀 —— 測(ce)量角(jiao)度2θ的裝置(zhi);
測(ce)角儀是X射(she)線衍射(she)儀測(ce)量(liang)中(zhong)最(zui)核心部分,用(yong)來精確測(ce)量(liang)衍射(she)角。
測角儀原理(li)圖
工作原(yuan)理(li):在試(shi)樣(yang)臺(tai)C處裝(zhuang)好(hao)試(shi)樣(yang),入射(she)(she)線(xian)從X射(she)(she)線(xian)管焦點(dian)S發出,經入射(she)(she)光闌(lan)系統(tong)A投射(she)(she)到試(shi)樣(yang)表(biao)面產生(sheng)衍射(she)(she),衍射(she)(she)線(xian)經接收光闌(lan)系統(tong)B、F、G進(jin)入計步(bu)(bu)器E、S、F在同一圓周(測(ce)(ce)角儀圓)上。試(shi)樣(yang)臺(tai)和計數器分(fen)別固定(ding)在兩(liang)個同軸的圓盤(pan)上,由兩(liang)個步(bu)(bu)進(jin)馬(ma)達驅動(dong)。不斷改變θ,計數器沿測(ce)(ce)角儀圓運(yun)動(dong),接收各衍射(she)(she)角2θ所對(dui)應(ying)的衍射(she)(she)強度。
(3)X射(she)線(xian)探測器 —— 測量(liang)X射(she)線(xian)強度的計(ji)數裝置(zhi);
計(ji)數(shu)器的主要功能(neng)是(shi)將X射(she)線(xian)光子的能(neng)量轉換成電脈(mo)沖信號(hao)。通(tong)常用于X射(she)線(xian)衍射(she)儀的輻射(she)探(tan)測(ce)器有正比計(ji)數(shu)器、閃爍(shuo)計(ji)數(shu)器和位敏正比探(tan)測(ce)器。
(4)X射線系(xi)(xi)統(tong)控制裝置 —— 數據采集系(xi)(xi)統(tong)和(he)各種電氣系(xi)(xi)統(tong)、保護系(xi)(xi)統(tong)。
X射線能對人體組織造成傷(shang)害,在(zai)自己做(zuo)好防護措施的同時也要(yao)(yao)確保防護系(xi)統的安全性。對設備要(yao)(yao)定期進行檢(jian)查維護,操作者(zhe)要(yao)(yao)學習射線防護知識,同時也要(yao)(yao)接受射線職業健康檢(jian)查。
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