X射线定向仪

X射线定向仪是对单晶体的各晶面在空间相互排列角度进行精密测定的一种光学检测仪器。

原理：

x射线的波长相近于晶体内部原子面之间的间距。晶体能够作为X射线的空间衍射光栅，也就是往物体上照射一束X射线时，物体中原子发生散射，每个原子均有散射波产生，这些散射波相互干涉，结果就使得衍射产生。在某些方向上使射线的强度加强，在其他方向上使射线的强度减弱为衍射波叠加的结果。对衍射结果进行分析就能够使晶体结构获得。德国物理学家劳厄在1912提出了上述的科学预见，实验随即就对其证实。基于劳厄的发现，英国物理学家布拉格父子在1913年不但成功地对NaCl，KCl等晶体结构进行测定，而且还将布拉格方程：2dsinθ=nλ这一作为晶体衍射基础的著名公式提了出来。对于晶体材料，当对待测晶体与入射束呈现的角度不同时，就会检测出满足布拉格衍射的晶面具有不同的衍射强度的衍射峰在XRD图谱上被体现了出来。因为晶体结构中原子排列的长程有序不存在于非晶体材料的结构，只有短程有序存在于非晶体材料几个原子范围内，所以一些漫散射馒头峰显示在非晶体材料的XRD图谱上。由于在X射线管上施加高压变压器产生的高电压，使得X射线产生，往样品上照射X射线，若与公式相符合时，则会有衍射产生，计数管会接收衍射线，其通过放大器的微安表显示出来，在对单色器进行使用时，单色化衍射线以后，计数器接收了单色化的衍射线，其通过放大器的微安表显示出来，如此就能够进一步提高其丈量精度。

X射线定向仪是对单晶体的各晶面在空间相互排列角度进行精密测定的一种光学检测仪器。

操作规程

开机

1、在每次使用之前，shou先将仪器打开预热5至10min。

2、将微安表使用调零旋钮调到0-10之间。

3、逆时针旋转管电流旋钮，将其调到zui低。

4、将计数器调到26°40′00"的位置。

5、将拨码开关设置到13°20′00"的位置。

校验仪器

1、在预热完成以后，将高压开关按下，对管电流旋钮进行调节，使毫安表指在0.8-1毫安之间。

2、将气泵打开，将标准石英晶体吸上，将X射线窗口的挡板打开，对计数器旋钮进行合适的调节，摇动手轮将峰值找到。

3、将峰值找到以后，慢慢摇动手轮，将峰值的zui大值找到，将复位键按下。此时数显板上显示的数值应当为13°20′00"，之后摇动手轮到14°40′00"左右的位置，观察是否有更大的峰值，若有则表面刚刚找到的峰值为假峰，若没有则表明刚才的峰值为真峰。再摇回 13°20′00"的位置，仪器校验完成

4、将计数器转动至待测晶体的2θ处，摇手轮在 θ处附近将峰值找到，当将峰值找到时，数显板上所显示的即为待测晶体的实际角度。

偏差角测量

1、对仪器进行校准。

2、将计数器转到被测晶体晶面2θ的地方。

3、将手轮转至θ处。

4、 在样品台上放置画好“十”字垂直线的晶体，对晶体进行转动。

5、沿着顺时针方向分别将四点的角度值测量出来。

6、将测量出的角度值代入公式。

7、将晶面与几何面的夹面角求出。

关机

1、首先将 X射线窗口关闭，将管电流旋钮调到zui低，之后将高压关闭。

2、只有在设备冷却5-10min以后才能够将设备电源关闭

X射线定向仪是对单晶体的各晶面在空间相互排列角度进行精密测定的一种光学检测仪器。

实质：

它实质是方程式n入=2dsnθ一种表达形式。用3~4倍的铜靶Ⅹ射线管的激发管电压(30kV),利用铜靶的ka特征谱线(波长λ=0.15nm)投射到已知单晶体晶面上,在已知晶面距d值的基础上,则符合上述方程式的条件,而产生X射线衍射,该衍射由盖革计数管探测器接收,通过光电转换积分放大,输送到微安(μA表上,显示出zui大值,这时在定向仪的测角仪上读出的角度θ′与理论衍射角θ相比较,求出新测晶面角θ′与理论晶面角θ的偏差。偏差越小越接近理论晶面角则制做出的晶体器件性能越好。

注意事项

1、使电源开关保持完整。开机：将外电源连接，将电源总开关打开，将仪器电源开关启动；工作；关机：将X光射线关闭，将仪器电源开关关闭，将外电源连接断开。

2、随意对电线乱接乱拉不被允许，开关插座必须上墙。在清洁仪器时，应当避免电源溅到水。

3、不是工作人员不允许进入工作区。

4、当X射线定向仪工作时，若有紧急情况发生，应当马上将电源总开关断开。

5、对单晶晶向进行测定时，必须shou先将X射线关闭，将晶片位置调好以后再将Ⅹ射线定向仪打开，为了防止事故发生，请不要站在垂直于X射线的位置。

6、当射线电源打开时，请不要对射线源进行拆卸。

7、保持地面干净，在工作结束以后，请不要忘记将“水、电、气”总开关关闭

8、在合理的位置放置消防器材，并且对其完好与否进行定期地检查。

X射线定向仪是对单晶体的各晶面在空间相互排列角度进行精密测定的一种光学检测仪器。

发展：

1895年，X射线被德国科学家伦琴发现，1912年X射线干涉现象被德国科学家劳厄发现了，同一年，著名的布拉格方程:nλ=2dsin被英国科学家布拉格父子发表了出来。从而X射线衍射基础得到了奠定。后来Ⅹ射线及其衍射原理被利用来定向与测量单品材料，并且发展成专用仪器。经过40年的时间，现在已经发展到第三代。

1、普通精度单晶衍射型

普通精度单品衍射型X射线定向仪，±30"为其测量的精度。射线探测器、测角仪、样品测试台、准直狭缝、滤片、Ⅹ射线管以及高压发生器等共同构成了普通精度单品衍射型X射线定向仪。为了对大部分单晶材料晶面间距值范围进行适应，X射线管几乎均使用铜靶，滤片使用镍来对Kβ谱线及连续谱进行消除。该仪器在定向与测量光纤通讯晶体、激光晶体、硅锗单晶水晶以及其它各种单晶材料方面得到了非常广泛地使用。

2、高精度双晶衍射型

高精度双晶衍射型，±15"为其测量精度。一个单色器被增加在该类型仪器上，更加尖锐化,单色化射线管产生的Ka特征谱线，从而使测量精度得到提高为其的目的。与此同时，滤片也不需要增加。水晶的科研与生产为该种类型仪器所应用的行业。

3、自动化型

自动化型仪器采用计算机自动化控制，自动化处理测得的数据，有着较高的生产效率以及较好的重复性。

X射线定向仪是对单晶体的各晶面在空间相互排列角度进行精密测定的一种光学检测仪器。

Ⅹ射线定向仪稳定度的测定意义

Ⅹ射线定向仪用于如SO2、Si、Ge等单晶体加工生产线上,每次连续使用的时间在4-8h之间，所以对于X射线定向仪连续工作的稳定度来说有着非常高的要求，被测晶面角偏差会直接受到它的波动的影响，其与晶体器件的放大倍数和振荡率等重要指标有着较为直接的关系，因此对于我国的电子事业的发展至关重要。

Ⅹ射线定向仪稳定度的测定方法

1、调整Ⅹ射线定向仪到正常工作状态，将4′的狭缝装上（双晶体定向仪不需要加狭缝）。在样品架上安装二氧化硅标准晶体，将管电流1毫安，管电压20千伏的Ⅹ射线辐射条件选定。对样品架转角进行调整，使微安表指示值zui大，之后对计数率仪进行调整，使得微安表指示值不比满刻度的95%小，起始值是满刻度的10%。设置角等于13°20′（铜靶X射线管，二氧化硅晶面的衍射角）。

2、shou次将微安表指示数值记录下，之后每6min对微安表的指示数值进行记录，持续进行8个小时的测定。

技术指标

1、样品旋转角度：-10 - +50度

2、计数管：盖革计数管,工作电压500-1100伏特

3、时间常数：分0.1,0.4,3秒三档

4、保护：高压连锁保护,温度保护

5、狭缝：4′,5′,6′

6、外形尺寸：1140毫米×650毫米×1030毫米

7、重 量：300千克　

8、射线管：铜靶,阳极接地,强迫风冷

9、管电压：30千伏峰值,全压合闸

10、管电流：0-5毫安,连续可调

11、整机耗电：不超过0.3千瓦

12、灵敏度：比±30″更灵敏

13、角度显示：通过度,分,秒来显示,10″为zui小读数

14、计数器旋转角度：-10 - +100度

X射线定向仪是对单晶体的各晶面在空间相互排列角度进行精密测定的一种光学检测仪器。它实质是方程式n入=2dsnθ一种表达形式。布拉格方程为英国物理学家布拉格父子在1913年提出的，它们还成功地进行了NaCl，KCl等晶体结构的测定。

配置：

主机与控制器共同组成了X射线单晶定向仪。其中控制柜由X射线管、风冷电机、计数器、放大器、高压变压器、控制器、稳压器和各种指示仪表组成的电气部分构成，而主机则由管套、机台和各种机械附件组成的机械部分组成

应用：

由于市场对晶体角度测量的精度要求变得越来越高，因此推出了在　X射线手动定向仪的基础上升级的X射线自动定向仪。其为利用X射线衍射原理，设计制造的光，机，电三为一体精密仪器，可以将如半导体晶体、激光晶体、光学晶体、压晶体管等天然和人造晶体快速地测定，能够配套各种切割、研磨等加工设备进行使用。为对于晶体器件的精密加工制造不可或缺。其在各种晶体材料加工行业和科研院校得到了非常广泛地应用，自动测角扫描方式，高分辨率编码器为其所采用，使测量精度得到了大大地提高，使得人工测量的读数误差被规避了，使操作者的劳动强度和操作难度得到了非常大的降低。其具有较为灵活的测量方式，仅需要对脚踏开关进行踏踩或者对触摸屏进行轻触即可。