X射线粉末衍射仪是一种利用X射线衍射原理分析物质晶体结构的仪器,广泛应用于材料科学、化学、地质、制药等领域。
X射线粉末衍射仪基于布拉格方程(2dsinθ=nλ)工作。当单色X射线照射到粉末样品上时,晶体中的原子规则排列使X射线发生衍射,不同晶面散射的X射线相互干涉,在特定方向上产生强衍射峰。衍射线的空间分布和强度与晶体结构密切相关,通过分析衍射图谱可获得晶体的晶胞参数、原子排列等信息。
仪器主要由以下部分构成:
X射线发生器:提供稳定的高强度X射线源,通常使用Cu靶或Co靶,波长可调。
测角仪:精确控制样品与探测器的角度,确保衍射数据的准确性。
探测器:检测衍射X射线的强度,常用探测器包括闪烁计数器和固体探测器。
样品台:支持粉末样品的放置和旋转,确保样品均匀受照。
数据处理系统:采集、处理和分析衍射数据,生成衍射图谱。
操作使用时需要注意:
样品制备:样品需充分研磨并过筛,避免颗粒过大导致择优取向。
仪器校准:定期校准X射线发生器和探测器,确保数据准确性。
安全防护:操作时需佩戴防护装备,避免X射线辐射。
数据分析:结合专业软件(如HighScore、Jade)进行图谱解析和物相鉴定。