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一文了解X射線衍射儀的原理和結(jié)構(gòu)組成
閱讀：9099 發(fā)布時(shí)間：2021-8-18
X射線衍射儀是利用X射線在晶體物質(zhì)中的衍射效應(yīng)進(jìn)行物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的技術(shù)。每一種結(jié)晶物質(zhì)，都有其特定的晶體結(jié)構(gòu)，包括點(diǎn)陣類型、晶面間距等參數(shù)，用具有足夠能量的X射線照射試樣，試樣中的物質(zhì)受激發(fā)，會(huì)產(chǎn)生二次熒光X射線（標(biāo)識(shí)X射線），晶體的晶面反射遵循布拉格定律。通過(guò)測(cè)定衍射角位置（峰位）可以進(jìn)行化合物的定性分析，測(cè)定譜線的積分強(qiáng)度（峰強(qiáng)度）可以進(jìn)行定量分析，而測(cè)定譜線強(qiáng)度隨角度的變化關(guān)系可進(jìn)行晶粒的大小和形狀的檢測(cè)。
X射線同無(wú)線電波、可見(jiàn)光、紫外線等一樣，本質(zhì)上都屬于電磁波，只是彼此之間占據(jù)不同的波長(zhǎng)范圍而已。X射線的波長(zhǎng)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(yáng)極的真空封閉管，在管子兩極間加上高電壓，陰極就會(huì)發(fā)射出高速電子流撞擊金屬陽(yáng)極靶，從而產(chǎn)生X射線。當(dāng)X射線照射到晶體物質(zhì)上，由于晶體是由原子規(guī)則排列成的晶胞組成，這些規(guī)則排列的原子間距離與入射X射線波長(zhǎng)有相同數(shù)量級(jí)，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(chǎn)生強(qiáng)X射線衍射，衍射線在空間分布的方位和強(qiáng)度，與晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)不同的晶體物質(zhì)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(jié)構(gòu)組成：
（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
（2）測(cè)角儀 —— 測(cè)量角度2θ的裝置；
測(cè)角儀是X射線衍射儀測(cè)量中核心部分，用來(lái)準(zhǔn)確測(cè)量衍射角。
（3）X射線探測(cè)器 —— 測(cè)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(cè)器有正比計(jì)數(shù)器、閃爍計(jì)數(shù)器和位敏正比探測(cè)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。