X射線衍射儀衍射儀的測(cè)角儀按照布拉格布倫塔諾衍射儀的測(cè)角儀按照布拉格-布倫塔諾布拉格布倫塔諾(Bragg-Brentana)聚焦條件設(shè)計(jì)而成的。
一、X射線衍射儀的測(cè)角儀準(zhǔn)直光欄的選擇原則
光欄系統(tǒng)參數(shù)的選擇必須同時(shí)考慮到上述兩個(gè)方面,不能單從一方面出發(fā)。應(yīng)當(dāng)注意如下事實(shí)
1)發(fā)散狹縫對(duì)衍射強(qiáng)度的影響比起對(duì)分辨率的影晌要大;
2)由于采用平板試樣,發(fā)散狹縫增大引起散焦使得衍射峰向低角移動(dòng),從而引起峰的不對(duì)稱(chēng)性,使得分辨率下降;
3)在掃描過(guò)程中衍射角θ是變化的,為比較各衍射線的相對(duì)強(qiáng)度必須用同一寬度的發(fā)放狹縫,強(qiáng)度必須用同一寬度的發(fā)放狹縫,且在任何θ角入射光束均能照射在試樣內(nèi),以保證參與衍射體積恒定。
探測(cè)器裝在測(cè)角儀臂上,它和試樣臺(tái)以2:1的角速度繞測(cè)角儀軸心轉(zhuǎn)動(dòng),這樣,試樣臺(tái)上裝上分析試樣,探測(cè)器即可按收到衍射信息并由記錄系統(tǒng)記錄下來(lái)。探測(cè)器的掃描方式可分連續(xù)掃描、步進(jìn)掃描與跳躍步進(jìn)掃描三種。
掃描方式對(duì)探測(cè)記錄下衍射花樣的質(zhì)量有很大影響
1、連續(xù)掃描
掃描速度和方向的選擇對(duì)衍射線強(qiáng)度、峰位和線形有很大影響,快速掃描引起強(qiáng)度和分辨率下降,并使峰值向掃描方向偏移,引起線形的不對(duì)稱(chēng)性;慢速掃描精度較高,但是耗費(fèi)機(jī)時(shí)。
經(jīng)驗(yàn)證明,掃描速度V,計(jì)記效率儀時(shí)間常數(shù)T和接收狹繞寬度β必須滿(mǎn)足下面關(guān)系:
1)不論V和T如何改變,只要乘積VT數(shù)值相同,衍射花樣也相同。當(dāng)VT值增大時(shí),峰的高度迅速下降,峰位移動(dòng),分辨率下降(向掃描方向非對(duì)稱(chēng)性加寬)。
2)接收狹縫的時(shí)間寬度(即接收狹綴的寬度與掃描速度的比值)數(shù)值在原則上要比時(shí)間常數(shù)越大越好,這樣,計(jì)數(shù)率儀能真實(shí)地描繪出衍射峰的細(xì)節(jié).一般,測(cè)量峰位要求高,測(cè)量弱蜂以及線形時(shí),采用于1/4~1/8°2θ/min的慢速掃描。此外,為節(jié)約時(shí)間和減少設(shè)備損耗,常采用~2°2θ/min的掃描速度。
2、步進(jìn)掃描
為了克服連續(xù)掃描缺點(diǎn),采用了步進(jìn)掃描(或稱(chēng)階梯掃描)的掃描方法。所謂步進(jìn)掃描,即以一定的步長(zhǎng)(即角度間隔)對(duì)衍射峰強(qiáng)度進(jìn)行逐步測(cè)量,即對(duì)每一步進(jìn)行定時(shí)計(jì)數(shù)或定數(shù)計(jì)時(shí)測(cè)量之后探測(cè)器和樣品以2:1的角速度轉(zhuǎn)到下一步再重復(fù)上述測(cè)量。步進(jìn)掃描參數(shù)及其選擇:
1)步長(zhǎng)大小(2θ步)對(duì)明銳蜂選0.02°/步能較好地反映衍射線形的細(xì)節(jié),一般分析選0.05°/步,對(duì)漫散寬的衍射蜂步長(zhǎng)選得更大些,如0.5°/步。對(duì)線形分析,寬衍射蜂和尖銳衍射峰步長(zhǎng)大小取為整數(shù)倍關(guān)系對(duì)數(shù)據(jù)處理是方便些。
2)每步計(jì)數(shù)時(shí)間或計(jì)數(shù)值
前者為定時(shí)計(jì)數(shù)法,后者為定數(shù)計(jì)時(shí)法。在定時(shí)計(jì)數(shù)法中,每步計(jì)數(shù)時(shí)間相同而累積計(jì)數(shù)值不等;在定數(shù)計(jì)時(shí)法中,每步計(jì)數(shù)值相同而累積計(jì)數(shù)時(shí)間不等。因?yàn)橛?jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)精度僅與總計(jì)數(shù)有關(guān)而與計(jì)數(shù)時(shí)間無(wú)關(guān),所以定數(shù)計(jì)時(shí)法中各步測(cè)量的數(shù)據(jù)具有相同的統(tǒng)計(jì)精度,在定時(shí)計(jì)數(shù)法中每步測(cè)中各步測(cè)量的數(shù)據(jù)具有不同的統(tǒng)計(jì)精度。
(3)跳躍步進(jìn)掃描
通過(guò)改變掃描速度,使得在有衍射峰分布區(qū)域范圍內(nèi)測(cè)角儀以較慢速度作步進(jìn)掃描,而在無(wú)衍射蜂的背底處作快速掃描的掃描方式。