X射線衍射儀是一種用于研究物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)、形貌和性質(zhì)的儀器。它通過測量物質(zhì)對X射線的衍射強度和方向,來確定物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)和晶格參數(shù)等信息。X射線衍射儀主要由以下幾個部分組成:
1、X射線源:X射線源是核心部分,它產(chǎn)生并發(fā)射X射線。常見的X射線源有放射性同位素源(如鉬靶)和電子束源(如熱陰極燈絲)。
2、樣品臺:樣品臺用于放置待測樣品,可以是單晶樣品、粉末樣品或薄膜樣品等。樣品臺通??梢匝厝齻€軸(即X、Y、Z軸)進行精確移動,以便調(diào)整樣品的位置。
3、檢測器:檢測器用于接收經(jīng)過樣品衍射后的X射線,并將其轉(zhuǎn)換為電信號。常見的檢測器有閃爍計數(shù)器、位置靈敏探測器和能量色散探測器等。
4、光學(xué)系統(tǒng):光學(xué)系統(tǒng)包括準直器、聚焦鏡和反射鏡等組件,用于將X射線聚焦到樣品上,并將衍射后的X射線引導(dǎo)到檢測器上。
5、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng):數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)負責(zé)收集檢測器產(chǎn)生的電信號,并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行處理和分析。常見的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)有計算機控制的數(shù)據(jù)采集卡和專用的衍射儀軟件。
6、控制與操作系統(tǒng):控制與操作系統(tǒng)用于控制整個X射線衍射儀的運行,包括X射線源的啟動和關(guān)閉、樣品臺的移動、檢測器的調(diào)節(jié)等。此外,它還可以實現(xiàn)自動化操作,提高實驗效率。
X射線衍射儀的主要功能如下:
1、確定晶體結(jié)構(gòu):通過測量衍射峰的位置和強度,可以計算出物質(zhì)的晶胞參數(shù)(如晶胞尺寸、晶胞形狀等),從而確定其晶體結(jié)構(gòu)。
2、表征晶格畸變:通過測量衍射峰的寬化程度,可以了解物質(zhì)晶格中的畸變情況,如晶格應(yīng)變、晶格缺陷等。
3、分析相變過程:通過監(jiān)測樣品在不同溫度或壓力下的衍射峰變化,可以了解物質(zhì)的相變過程,如固液相變、固氣相變等。