Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Синтез

Обучающий модуль

Справка по системе

Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов

Рентгеновский гониометр.
Рентгеновский гониометр.

Описание

Рентгеновский гониометр - прибор, с помощью которого можно одновременно регистрировать направление дифрагированных на исследуемом образце рентгеновских лучей положение образца в момент возникновения дифракции. Рентгеновский гониометр может быть самостоятельным прибором, регистрирующим на фотоплёнке дифракционную картину; в этом случае он представляет собой рентгеновскую камеру. Рентгеновским гониометром называют также все гониометрические устройства, являющиеся составной частью рентгеновских дифрактометров и служащие для установки образца и детектора в положения, соответствующие условиям возникновения дифракции рентгеновских лучей.
В рентгеновском гониометре с фоторегистрацией или с люминесцирующнми пластинами для исследования монокристаллов или текстур щелевым экраном выделяют дифракционный конус, соответствующий при вращении образца исследуемой кристаллографической плоскости. Фотоплёнка и образец движутся синхронно, поэтому одна из координат на плёнке соответствует азимутальному углу дифрагированного луча, вторая – углу поворота образца (так работают рентгеновский гониометр Вайсенберга (рис. 1) и текстурный рентгеновский гониометр Жданова).
Схема рентгеновского гониометра типа Вайсенберга. Зубчатые передачи и ходовой винт обеспечивают синхронное движение исследуемого образца (О) и цилиндрической кассеты (К) с рентгеновской плёнкой.
Рис. 1
В рентгеновском гониометре дифрактометров для монокристаллов может быть использована аналогичная геометрическая схема, однако угол поворота образца и углы поворота и наклона счётчика в этом случае отсчитываются непосредственно по угловым датчикам, установленным на соответствующих валах. В случае использования двумерных позиционночувствительных детекторов в гониометре отсчитывается только угол поворота образца, а углы поворота и наклона дифрагированного пучка пересчитываются из координат дифракционного пятна в детекторе. В рентгеновских дифрактометрах для исследования монокристаллов и текстур с точечным счётчиком широко применяется т. н. экваториальная геометрия: счётчик перемещается только в одной экваториальной плоскости, а образец поворачивается вокруг трёх эйлеровых осей таким образом, чтобы нормаль к заданной кристаллографической плоскости в отражающем положении располагалась в экваториальной плоскости (рис. 2).
Схема экваториального четырёхкружного гониометра для исследования монокристаллов. Лимб 1 измеряет Ф — угол поворота кристалла вокруг оси гониометрической головки; лимб 2 регистрирует χ — угол наклона оси Ф; лимб 3 измеряет ω — угол вращения кристалла относительно главной оси гониометра; лимб 4 измеряет угол поворота счётчика 2θ.
Рис.2

 

 

 

Ключевые слова

 

Области техники и экономики

 

Применение эффекта

В рентгеновском гониометре для исследования монокристаллов на образец направляется пучок с сечением ~0,1 - 0,5 мм, сформированный коллиматором, состоящим из двух круглых диафрагм или двух фокусирующих зеркал полного внешнего отражения. Чаше всего излучение моиохроматизируется с помощью монохроматора из пиролитического графита.
В рентгеновском гониометре для исследования поликристаллических образцов для повышения интенсивности дифракционного излучения используют первичные пучки с расходимостью в несколько градусов. Для получения высокого (в сотые и тысячные доли градуса) углового разрешения применяются фокусирующие схемы Брэгга-Брентано, Зеемана-Болина или Гинье. Эти рентгеновские гониометры являются двуосными, с двумя коаксиальными осями. Для формирования пучков в них используются щели, монохроматизация пучков осуществляется с помощью фокусирующих монохроматоров из монокристаллов или циролитического графита на первичном и дифрагированном пучках, а также селективных фильтров.
В одноосных малоугловых рентгеновских гониометрах основой является щелевой коллиматор, обеспечивающий минимальную расходимость первичного пучка. Особенность рентгеновского гониометра для исследования поверхностных слоев монокристаллов методом рентгеновских стоячих волн — наличие встроенного пропорционального счётчика электронов, анализирующего электроны, выходящие из образца при дифракции рентгеновских лучей.

Реализации эффекта

В дифрактометрах применяется фокусировка от плоского образца по методу Брэгга-Брентано (рис.1), допускающая вращение образца в собственной плоскости. Источник излучения F и щель S детектора располагаются на окружности R, в центре которой находится плоский образец. При фокусировке плоскость образца касается фокусирующей окружности. Для этого плоскость образца при θ = 0 устанавливают вдоль первичного пучка. При изменении положения детектора образец поворачивается на угол θ , в два раза меньший угла поворота детектора. Связь 1:2 между валами держателя образца и детектора осуществляется с помощью зубчатой передачи. Источник излучения, лежащий на фокусирующей окружности, - проекция фокуса трубки. Расходимость первичного пучка в горизонтальной плоскости ограничивается установкой сменных щелей различной ширины S1 , S 2 , S3 , в вертикальной плоскости – щелями Соллера, устанавливаемыми между S1 и S 2 и S 3 и детектором. Все детали, определяющие геометрию съемки, а также держатель образца и детектор устанавливают на гониометрическом устройстве. Держатель образца и детектор приводят в движение синхронным электродвигателем для регистрации рентгенограммы при помощи самописца. Скорость вращения образца и счетчика устанавливают с помощью редуктора. Для синхронизации лентопротяжного устройства с вращением образца и счетчика по схеме θ − 2θ через заданные угловые интервалы из гониометра на самописец подаются сигналы (штрихи-отметки). Держатель образца вставляют в специальную приставку, за счет которой во время записи рентгенограммы образец может вращаться относительно нормали к отражающей плоскости.
Ход лучей в гониометре с фокусировкой по Брэггу - Брентано.
Рис.1

 

Литература

1. Физическая энциклопедия / гл.ред. Прохоров А.М. - М.: Большая российская энциклопедия. 1994

2. Хейкер Д. М., Зевин Л. С., Рентгеновская дифрактометрия, М., 1963

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина