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X射线粉末衍射仪的聚焦原理阐述

发布时间:2015-05-26   点击次数:1178次

    X射线具有一定的材料穿透性,不同波长的X射线在相同的材料中具有不同的辐射深度;相同波长的X射线在不同材料中也具有不同的辐射深度。在通常的衍射分析条件下,其辐射深度大约在几微米至几十微米以内。在不存在系统消光的前提下,多晶样品的辐射范围内凡是满足衍射矢量方程的晶粒都会产生衍射。

    在X射线粉末衍射仪连动扫描的过程中,不管衍射聚焦圆如何变化,只要样品放置得当,在样品的辐射深度内总有与聚焦圆吻合的弧面存在。由于多晶样品中的小晶粒数量众多且取向随机,因此在与聚焦圆吻合的弧面上总会存在许多满足衍射矢量方程的同名晶面及其等同晶面,它们产生的衍射线必然在F处聚焦,因此而在F点形成衍射线强峰。

    在理解X射线粉末衍射仪的衍射聚焦原理时,要注意以下几点:
*,在衍射弧面以外的其他晶粒中也可能产生同名衍射线,但是因为不满足聚焦几何而出现在F点以外的地方,因强度较弱和方位随机而形成衍射背底。
第二,采用具有一定发散度的线状光源,是为了将样品中与聚焦圆吻合的衍射弧面上的同名衍射线都聚焦在F处,从而得到衍射线强峰,提高衍射谱图的峰背比。
第三,多晶样品的放置位置直接影响衍射花样的峰背比。被照射面靠前或靠后都将降低衍射线条强度的峰背比,甚至得不到衍射峰,只有当样品中的衍射弧面在X射线的辐射深度范围内具有较大面积时,才有较好的测量效果。
第四,作以上讨论时只考虑了入射X射线的运动学理论,但对于实际现象已能够做出足够清晰的解释。

    基于上述理由,X射线粉末衍射仪在实际操作时应注意以下两点:
*,线状光束的发散度要适当,以尽可能全面辐照样品表面为好,偏窄会减少样品中的同名衍射晶粒数,使衍射峰强度减弱。过宽会造成入射线泄漏使背底辐射增加。
第二,样品放置位置应使其衍射弧面处于入射X射线的辐射深度范围内,以获得尽可能大的衍射弧面,提高衍射峰强度。具体地说,就是要将样品台的轴心位置尽量接近入射X射线的辐射深度线L。

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