Diffrattometru tat-Trab tar-Raġġi X

kontenut
1. X'inhu x-ray trab diffractometer?
2. Applikazzjoni tad-diffrattometru tat-trab tar-raġġi-X
3. Kif jaħdem x-ray trab diffractometer?
4. Struttura tad-diffrattometru tar-raġġi-x
5. Tipi ta' diffractometer tat-trab tar-raġġi-X
6. Kif iżżomm diffractometer tat-trab tar-raġġi-x?
7. Prekawzjonijiet għall-użu tad-diffrattometru tat-trab tar-raġġi-X
8. Kif tordna diffractometer tat-trab tar-raġġi-x?

diffrattometru tar-raġġi X (XRD) juża l-fenomenu tad-diffrazzjoni tar-raġġi-X fi kristalli biex jikseb il-karatteristiċi tas-sinjali tar-raġġi-X wara d-diffrazzjoni, u wara l-ipproċessar biex jikseb mudelli ta 'diffrazzjoni.
Ir-raġġi-X karatteristiċi u r-raġġi-X tad-diffrazzjoni tagħhom huma mewġ elettromanjetiku b'wavelength qasir (0.06-20nm) li jistgħu jippenetraw sustanzi ta 'ċerta ħxuna u jikkawżaw sustanzi fluworexxenti li jiddu, emulsjonijiet tal-kameras biex jiġu fotografati, u gassijiet biex jiġu jonizzati. Ir-raġġi-X huma prodotti billi jibbumbardjaw mira tal-metall b'raġġ ta 'elettroni ta' enerġija għolja, li għandu wavelength speċifiku li jikkorrispondi għall-element fil-mira, imsejħa X-rays karatteristiċi. Pereżempju, il-mira tar-ram tikkorrispondi mal-wavelength tar-raġġi X ta '0.154056 nm.

Strument ta 'analiżi XRD huwa l-mezz bażiku biex tistudja u tidentifika l-kompożizzjoni u l-istruttura tal-livell atomiku tas-sustanzi u l-materjali. Huwa użat ħafna fil-metallurġija, pitrolju, industrija kimika, riċerka xjentifika, aerospazjali, tagħlim, produzzjoni ta 'materjal, u oqsma oħra.

Xjenza tal-materjali
Difrazzjoni tar-raġġi-X hija teknika ewlenija għall-istudju ta 'materjali avvanzati u tinkludi l-funzjonijiet li ġejjin: identifikazzjoni u kwantifikazzjoni tal-fażi, determinazzjoni tal-kristallinità tal-fażi, struttura tal-kristall, orjentazzjoni u nisġa tal-kristall, mapep polari, eċċ L-effetti ta' kundizzjonijiet mhux ambjentali fuq dawn il-funzjonijiet huma wkoll studjat ta’ spiss flimkien mat-teknika XRD. Firxa wiesgħa ta 'tipi ta' kampjuni jistgħu jiġu mmirati, minn trabijiet għal materjali solidi ta 'diversi forom u daqsijiet, likwidi, u wejfers semikondutturi.

Ġeoloġija, minerali, u tħaffir
Fl-istudju tal-proċessi planetarji u t-tettonika tad-Dinja, il-ġeografi jeħtieġ li janalizzaw il-kompożizzjoni tal-kampjuni tal-blat u tal-minerali. Tekniki ta 'analiżi tad-diffrattometru tar-raġġi-x bħal eċċitazzjoni ta' spot żgħir, analiżi tad-distribuzzjoni u analiżi kwantitattiva mingħajr tikketta qed isiru dejjem aktar l-istrumenti ewlenin fil-qasam tar-riċerka ġeoloġika u mineraloloġika. diffractometer tar-raġġi-x (XRD) jippermetti kejl kwantitattiv tal-kompożizzjoni tal-fażi. Dejta tad-diffrazzjoni tar-raġġi X L-analiżi Rietveld hija meqjusa bħala analiżi Rietveld tad-dejta tad-diffrazzjoni tar-raġġi X hija meqjusa bħala metodu adattat għall-analiżi kwantitattiva tal-fażijiet tal-kristall.

Metalli
Funderiji, funderiji, u imtieħen tal-azzar, kif ukoll aspetti oħra tal-industrija tal-metall, huma fi produzzjoni kontinwa u jeħtieġu kontroll lejl u nhar tal-produzzjoni u l-kwalità tal-materjal li jidħol u joħroġ. Il-kontenut kimiku tal-ligi, u l-istress residwu huma karatteristiċi importanti assoċjati ma 'falliment strutturali. Diffractometry tar-raġġi-x hija metodu mhux distruttiv u preċiż ta 'kejl ta' stress residwu. Id-diffrazzjoni tar-raġġi-x għandha riżoluzzjoni spazjali għolja u l-abbiltà li tkejjel materjali mwebbsa tipprovdi kejl mingħajr kuntatt.

Kisjiet
Kemm jekk huwa film irqiq ta 'saff ta' barriera fuq ċippa ta 'ċirkwit integrat jew kisja fuq bott tax-xorb tal-aluminju, ir-raġġi-X huma teknika analitika għar-riċerka u l-iżvilupp, il-kontroll tal-proċess tal-prodott u l-assigurazzjoni tal-kwalità *. Bħala metodu importanti għar-riċerka tan-nanoteknoloġija, id-diffrazzjoni tar-raġġi X (XRD) u tekniki anċillari jintużaw biex jiddeterminaw in-natura tal-istruttura molekulari ta 'films irqaq.

XRD jaħdem fuq il-prinċipju li l-wavelength tar-raġġi-x huwa simili għall-ispazjar bejn il-pjani atomiċi ġewwa l-kristall, u l-kristall jista 'jaġixxi bħala gradilja ta' diffrazzjoni spazjali għar-raġġi-x, jiġifieri, meta raġġ ta 'raġġi-x jolqot oġġett, huwa mxerred mill-atomi fl-oġġett, u kull atomu jipproduċi mewġ imxerred, li jinterferixxu ma 'xulxin u jirriżultaw f'diffrazzjoni. Is-superpożizzjoni tal-mewġ tad-diffrazzjoni tirriżulta fl-intensità tar-raġġi li tissaħħaħ f'xi direzzjonijiet u tiddgħajjef f'oħrajn. L-analiżi tar-riżultati tad-diffrazzjoni twassal għall-istruttura tal-kristall. Fl-1913, il-fiżiċi Brittaniċi WH Bragg u WL Bragg mhux biss irnexxielhom jiddeterminaw l-istruttura tal-kristall ta 'NaCl, KCl, eċċ ibbażati fuq l-iskoperta ta' Laue iżda pproponew ukoll il-formula famuża għad-diffrazzjoni bħala l-bażi tad-diffrazzjoni tal-kristall Il-formula famuża tal-ekwazzjoni ta 'Bragg : 2dsinθ=nλ.
Għal materjali kristallini, meta l-kristalli li għandhom jitkejlu jkunu f'angoli differenti mar-raġġ inċidentali, dawk l-uċuħ kristallini li jissodisfaw id-diffrazzjoni ta 'Bragg se jiġu skoperti, li hija rappreżentata fil-Mudell XRD bħala crests diffrattivi li għandhom intensità ta' diffrazzjoni differenti. Għal materjali mhux kristallini, il-mudell XRD ta 'materjali mhux kristallini huwa xi qċaċet tal-bun tat-tifrix imxerred minħabba li l-istruttura m'għandhiex l-ordni fuq medda twila ta' arranġament atomiku fl-istruttura tal-kristall, iżda biss l-ordni ta 'medda qasira fil-medda ta' ftit atomi.

Ġeneraturi tar-raġġi-X jikkonsistu minn tubi tar-raġġi-X, ġeneraturi ta 'vultaġġ għoli, ċirkwiti ta' stabbilizzazzjoni ta 'vultaġġ ta' tubu u kurrent ta 'tubu, u ċirkwiti ta' protezzjoni varji, fost komponenti oħra.
Tubu tar-raġġi-X huwa essenzjalment dajowd tal-vakwu. Prinċipju ta 'ħidma: meta l-katodu jissaħħan b'ċertu kurrent, jista' jarmi elettroni ta 'radjazzjoni termali. Taħt l-azzjoni ta 'kamp elettriku ta' vultaġġ għoli ta 'għexieren ta' eluf ta 'volts, dawn l-elettroni huma aċċellerati u jibbumbardjaw l-anodu (magħruf ukoll bħala l-mira). Il-wiċċ tal-mira tal-anodu mill-bumbardament tar-raġġ tal-elettroni tal-punt fokali huwa forma rettangolari tawwalija (imsejħa l-fokus tal-linja jew il-post fokali tal-linja), miċ-ċentru tat-tieqa tar-raġġi, u l-wiċċ fil-mira tal-angolu tar-ragħa tar-raġġi X ta '3 ° -6 °. Mid-direzzjoni tal-emissjoni perpendikulari għan-naħa twila tal-post fokali taż-żewġ osservazzjonijiet tat-tieqa ħerġin, il-post fokali huwa f'forma ta 'linja msejjaħ sors tad-dawl tal-linja; mill-oħra żewġ osservazzjonijiet ħerġin tieqa, il-post fokali bħal punt-forma imsejħa sors tad-dawl punt. Fid-diffrattometru, kull darba li l-installazzjoni tat-tubu trid tidentifika jekk it-tieqa tal-emissjoni tar-raġġi X tintużax għad-direzzjoni tal-fokus tal-linja. Barra minn hekk, huwa meħtieġ ukoll li l-gonjometru għandu jkollu angolu ta 'inklinazzjoni xieraq li jikkonċerna l-pjan fil-mira.

Il-gonjometru huwa l-aktar parti ċentrali tal-kejl tad-diffrattometru tar-raġġi X u jintuża biex ikejjel b'mod preċiż l-angolu tad-diffrazzjoni.
Prinċipju ta 'ħidma: Il-kampjun huwa mmuntat fuq il-mejda tal-kampjun C. Ir-raġġi inċidentali huma emessi mill-fokus S tat-tubu tar-raġġi X, ipproġettat fuq il-wiċċ tal-kampjun permezz tas-sistema tad-dijaframma inċidentali A biex tipproduċi diffrazzjoni, u l-linji tad-diffrazzjoni jidħlu fil-pedometru E permezz is-sistema tad-dijaframma li tirċievi B, F u G. S u F huma fuq l-istess ċirkonferenza (ċirku tal-gonjometru). L-istadju tal-kampjun u l-counter huma ffissati fuq żewġ diski koassjali misjuqa minn żewġ muturi stepper, rispettivament. B'mod kostanti tibdil θ, il-counter jiċċaqlaq tul iċ-ċirku tal-gonjometru u jirċievi l-intensità tad-diffrazzjoni li tikkorrispondi għal kull angolu tad-diffrazzjoni 2θ.

Il-funzjoni ewlenija tal-counter hija li tikkonverti l-enerġija tal-fotoni tar-raġġi X f'sinjal tal-polz elettriku. Ditekters tar-radjazzjoni normalment użati fid-diffrattometri tar-raġġi-X huma counters proporzjonali, counters ta 'tpetpet, u ditekters proporzjonali sensittivi għall-bit.

Ir-raġġi X jistgħu jikkawżaw ħsara lit-tessut uman, u huwa importanti li tiġi żgurata s-sigurtà tas-sistema ta 'protezzjoni waqt li tieħu miżuri protettivi lilek innifsek. It-tagħmir għandu jiġi spezzjonat u miżmum regolarment, u l-operaturi għandhom jitgħallmu dwar il-protezzjoni mir-radjazzjoni u wkoll jgħaddu minn kontrolli tas-saħħa fuq il-post tax-xogħol tar-radjazzjoni.

Diffrattometru tar-raġġi-x ta' kristall wieħed jintuża biex tiddetermina l-istruttura tal-kristall ta 'materjal kristallin mhux magħruf. Prinċipju bażiku: Fi kristall wieħed l-atomi jew gruppi ta 'atomi huma rranġati perjodikament. Ir-raġġi-X (eż. ir-radjazzjoni Kα ta' Cu) huma diffrattati fuq kristall wieħed, u billi jiġu analizzati l-linji tad-diffrazzjoni, l-arranġament tal-atomi fil-kristall jista' jiġi solvut, jiġifieri

Diffractometer polikristallin tar-raġġi-x huwa magħruf ukoll bħala diffractometer tat-trab, u l-oġġett li għandu jitkejjel huwa ġeneralment materjal bl-ingrossa bħal trab, metall polikristallin, jew polimeru. Prinċipju bażiku: Meta raġġ kontinwu ta 'raġġi-x jiġi irradjat fuq kristall, ikun imxerred mill-atomi fuq il-kristall. Peress li kull atomu huwa rranġat perjodikament fil-kristall, hemm relazzjoni ta 'fażi fissa bejn dawn il-mewġ imxerred, u jinterferixxu ma' xulxin spazjalment, li jirriżulta f'superpożizzjoni reċiproka f'xi direzzjonijiet u kanċellazzjoni reċiproka f'xi direzzjonijiet, li jipproduċu spots ta 'diffrazzjoni msaħħa bir-raġġi mferrxa. biss f'direzzjonijiet speċifiċi.

a. Il-ħajja ta' an Tubu XRD jista 'jkun twil ħafna, u l-fattur determinanti ewlieni huwa kif jintuża u jinżamm.

b. Il-ħajja tas-servizz tat-tubi XRF tiddependi prinċipalment fuq it-tixjiħ naturali, u l-influwenza tal-utent hija inqas. Iżda l-kurrenti għoljin huma dejjem ħaġa ħażina.

c. Kemm it-tubi XRD kif ukoll l-XRF huma mistennija li jkunu f'kondizzjoni tax-xogħol (imsaħħna) il-ħin kollu, fejn il-"getter" jibqa 'f'kundizzjoni tax-xogħol u jinżamm vakwu tajjeb.

d. Il-qawwa standby u speċjalment il-kurrent m'għandux ikun għoli wisq, minħabba li se jikkonsma l-ħajja tat-tubu.

e. Il-vultaġġ għoli fi standby mhuwiex problema, jgħin biex iżżomm it-tubu stabbli biex jiġi evitat l-isparar.

f. It-tieqa tal-berillju hija fraġli u tossika. Tmissx it-tieqa tal-berillju taħt l-ebda ċirkostanza, inkluż it-tindif. Evita li twaqqa' xi kampjun fuq it-tieqa tal-berillju.

g. L-ilma li jkessaħ huwa dejjem importanti inkluż il-kompożizzjoni, it-temperatura u r-rata tal-fluss.

h. Ilma li jkessaħ ma jiksaħx aħjar minn ilma sħun, u t-temperatura ottimali ta 'l-ilma li jkessaħ hija ta' 20 ºC sa 25 ºC. F'ambjenti sħan u aktar umdi, it-temperatura tal-ilma li jkessaħ għandha tkun ogħla wkoll. Huwa aħjar li tkun ogħla mit-temperatura tal-punt tan-nida.

i. Meta d-diffrattometru tar-raġġi-x ma jintużax għal aktar minn siegħa, issettja t-tubu tar-raġġi-x għal standby.

j. Meta d-diffrattometru tar-raġġi-x ma jintużax għal aktar minn ġimgħatejn, itfi l-vultaġġ għoli tat-tubu tar-raġġi-x.

k. Meta d-diffrattometru tar-raġġi-x ma jintużax għal aktar minn 10 ġimgħat, neħħi t-tubu tar-raġġi-x.

l. Għal tubi tar-raġġi-X ġodda, tubi tar-raġġi-X li ma ntużawx għal aktar minn 100 siegħa, u tubi tar-raġġi-X li tneħħew mill-istrument, irid isir tixjiħ normali. Għal aktar minn 24 siegħa iżda inqas minn 100 siegħa ta' tubu tar-raġġi X mhux użat għal tixjiħ rapidu awtomatiku.

m. Meta tgħolli l-vultaġġ, l-ewwel għolli l-vultaġġ u mbagħad tgħolli l-kurrent. 14.

n. Meta tnaqqas il-vultaġġ għoli, tnaqqas il-kurrent l-ewwel u mbagħad tnaqqas il-vultaġġ.

1. Meta tuża diffractometer tar-raġġi-x biex tittestja kampjuni tal-metall bħal blokka, pjanċa, jew crutch tond, huwa meħtieġ li tħin f'wiċċ ċatt b'erja mhux inqas minn 10X10 mm, jekk iż-żona hija żgħira wisq tista ' uża diversi biċċiet biex tippejstja flimkien.

2. Għal kampjuni lamellari, tondi ta 'crutch se jkun hemm għażla serja ta' orjentazzjoni, intensità ta 'diffrazzjoni tad-diffrattometru tar-raġġi x anormali. Għalhekk, it-test jeħtieġ għażla raġonevoli tal-pjan tad-direzzjoni tar-rispons.

3. Għall-kejl ta 'kampjuni tal-metall ta' stress mikroskopiku (distorsjoni tal-kannizzata), il-kejl ta 'awstenite residwu, jeħtieġ li l-kampjun ma jistax sempliċement tħin oħxon, jeħtieġ il-preparazzjoni ta' kampjuni metallografiċi, u illustrar ordinarju jew illustrar elettrolitiku biex jelimina s-saff tat-tensjoni tal-wiċċ .

4. Meta tuża diffractometer tar-raġġi-x biex tkejjel kampjuni ta 'trab, huwa meħtieġ li tħin sa daqs tal-partiċelli ta' 320 malja, madwar 40 mikron. L-intensità tad-diffrazzjoni tad-daqs tal-partiċelli oħxon hija baxxa, il-forma tal-quċċata mhix tajba, riżoluzzjoni baxxa. Biex tifhem il-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tal-kampjun, bħal jekk huwiex fjammabbli, faċli għal deliquescence, faċli għall-korrużjoni, tossiku, jew volatili.

5. Ir-rekwiżiti tal-kampjun għad-diffrattometru tar-raġġi-x jistgħu jkunu trab tal-materjal tal-metall, mhux tal-metall, organiku jew inorganiku.

Jekk inti interessat tagħna diffrattometru tat-trab tar-raġġi-x jew għandek xi mistoqsijiet, jekk jogħġbok ikteb e-mail lil [protett bl-email], aħna se nwieġbuk kemm jista 'jkun malajr.