X—射线衍射分析基础及应用.ppt

§5. 多晶体衍射数据的收集
§ 德拜-谢乐法§ 衍射仪法
§ 德拜-谢乐法
20世纪50年代以前,有关射线衍射的各种实验都是用照相底片记录衍射线的位置和强度,相关的设备主要有X射线发生器、水冷却系统及各种形式的照相机。
德拜相机呈圆筒状,内壁平滑,曲率准确,感光底片贴紧内壁,φ=~。样品直立相机中心,中心有旋转轴带动样品转动。
§ 衍射仪法
X射线衍射仪是用射线探测器和测角仪探测衍射线的强度和位置,并将它转化为电信号,然后借助于计算技术对数据进行自动记录、处理和分析的仪器。技术上的进步,使衍射仪测量精度愈来愈高,数据分析和处理能力愈来愈强,因而应用也愈来愈广。
衍射仪按其结构和用途,主要可分为测定粉末试样的粉末衍射仪和测定单晶结构的四圆衍射仪,此外还有微区衍射仪和双晶衍射仪等特种衍射仪。尽管各种类型的X射线衍射仪各有特点,但从应用的角度出发,X射线衍射仪的一般结构、原理、调试方法、仪器实验参数的选择以及实验和测量方法等大体上相似的。虽然由于具体仪器不同,很难提出一套完整的关于调试、参数选择,以及实验和测量方法的标准格式,但是根据仪器的结构原理等可以寻找出对所有衍射仪均适用的基本原则,掌握好它有利于充分发挥仪器的性能,提高分析可靠性。
X射线衍射实验分析方法很多,它们都建立在如何测得真实的衍射花样信息的基础上。尽管衍射花样可以千变万化,但是它们的基本要素只有三个:衍射线的峰位、线形和强度。实验者的职责在于准确无误地测量衍射花样三要素,这就要求实验者掌握衍射仪的一般结构和原理,掌握对仪器调整和选择好实验参数的技能以及实验和测量方法。
原则上讲,衍射仪可以根据任何一种照相机的结构来设计,常用的粉末衍射仪的结构是与德拜相机类似的只是用一个绕轴转动的探测器代替了照相底片。
仪器结构主要包括四个部分:,用来产生稳定的X射线光源。,用来测量衍射花样三要素。,用来接收记录衍射花样。、收集和打印结果。
一、结构原理
Tube
测量圆
聚焦圆
θ
θ
2
Detector
Sample
R1
R2
二、 X射线强度探测器
有SC、PC、VANTEC-1、Si(Li)固体探测器及Hi-Star面探测器等。
NaI晶体闪烁计数器:具有低背底()、高线性范围2x10 6 cps;新型YAP晶体闪烁计数器的线性范围高达1x10 7 cps
Si(Li)固体探测器:具有极佳的能量分辨率。可选择特定能量的光子进行响应。。
VANTEC-1一维探测器:根据其专利—Mikrogap技术,对收集的数据进行累计积分,极大提高数据采集速度和检测灵敏度。适用快速数据采集场合,如高低温和化学反应测量微观结构的动态变化等。
两种测量模式:固定-2theta-模式、扫描模式
Hi-star它是二维PSD构成的网格式的多级正比室,衍射光进入Be窗电离气体,电子网格探测离子和产生的脉冲,并被编码为位置和记下强度数据,具有短时快速采集二维数据的特点