[其他]聚焦-半聚焦两用X光衍射计

说明书

本发明所述的装置属于物理测试仪器类，用于晶体物质的结构分析。

目前常用的半聚焦〔布拉格-布伦塔诺（Bragg-Brentano）〕X光衍射计（或测角仪）的聚焦圆是不断变化的。其探测器接收狭缝沿测角仪圆周运动，且始终对准测角仪的圆心。处于测角仪圆心的试样以探测器角速度之半的角速度同向转动。

聚焦〔西曼-博林（Seeman-Bohlin）〕X光衍射计的聚焦圆是固定的。试样、光源焦点、探测器接收狭缝三者始终保持在聚焦圆上。探测器及其狭缝沿聚焦圆运动时，必须始终对准位置固定的试样的表面中心。聚焦衍射计，在入射角＞30°，2θ＞60°时，其衍射线强度、分辨率、测定精度等都比半聚焦衍射计的好。此外，在聚焦衍射计中，参加衍射的晶面也不限于平行于试样表面的晶面，因而，这对测定有织构试样的各衍射线是有利的。

本发明提出一种X光衍射计的结构设计。这种衍射计，通过现场装拆少量部件，可用作聚焦衍射计，或半聚焦衍射计。因此，它具有一机两用的优点。它比通常的半聚焦衍射计多一种聚焦衍射的功能。它比聚焦X光衍射计〔见R.Feder    and    B.S.Berry    J.Appl.Cryst（1970）3，372：汪泓宏，聚焦X光衍射计研制报告，清华大学工程物理系，1984.10.〕多一种半聚焦衍射的功能。这些特点取决于它所采用的三齿轮传动机构。

本发明所述的聚焦-半聚焦两用X光衍射计的主要结构示意图示于图1。一般的半聚焦衍射计在其围转中心部位提供同心的两个转轴：外轴2以ω角速旋转：内轴1以 1/2 ω角速度旋转。它们以一个小电机经减速器驱动，并有换档机构，使轴1和轴2可在不同的速度下正、反旋转，其转速比始终保持1∶2。在这样的两个同心的中心轴上装上一套三齿轮系统，就能使衍射计具有聚焦-半聚焦两用的性能。

图1中件7是固定不动的机架部分。梁6与轴2固定连接，并以ω角速度转动。齿轮3与轴1固定连接，并以 1/2 ω角速度转动。齿轮4和5可分别绕其轴旋转：这两轴固定于梁6上。齿轮3和4，以及4和5成啮合关系。

当齿轮3和5的齿数选得合适时，则当齿轮5的中心线15沿侧角器圆（此时也是聚焦衍射计的聚焦圆14）旋转时，固定于齿轮5上的探测器8的窗口就始终对着固定于聚焦圆14圆周上的试样台10的内圆表面（即试样）中心，9是探测器8前的接收狭缝，狭缝中心与齿轮5的中心线15重合。此外，机架板7，在沿测角仪圆周的某些方位（如45°，90°）可安装调焦狭缝，它的内圆面与聚焦圆吻合，以便在使用单色器聚焦时调整焦点。（图1中只画出在45°处的一个这样的狭缝，16）。这就是聚焦衍射计工作状态。在聚焦衍射计中，试样各晶面的衍射线是同时聚焦的，所以可以同时用2个或3个探测器，分别测定不同2θ范围内的衍射线，以节省测定时间。这只需相应增加齿轮系、探测器及狭缝的数量，就可实现。

当需改作半聚焦衍射计使用时，可把零件8、9、10、16拆除。梁6的另一端可装卸的探测器11及其接收狭缝12使用时始终正对着测角仪中心轴1的中心。从狭缝12中心到轴1中心之间的距离即为衍射计圆的半径。轴1上顶端安装试样台13。当探测器11以ω旋转时，中心试样台13以 1/2 ω角速度旋转。这就成为一台半聚焦衍射计。

聚焦衍射计与半聚焦衍射计的直径可以是相同的，也可以是不同的（图1表示两者相同的情况）。它们的绝对值可按需要确定。

用聚焦衍射计测得的晶体材料的X光衍射结果示于图2。图2中的峰值是从材料的某个晶面得到的衍射线;横标指示该峰所处的角度位置，即2θ角。