记录、分析物质X射线衍射图谱的仪器,形式多种多样,用途各异。但其构成,都可以纳入图2.1所示的框图里,其基本的组成部分如下:
1. X射线源(通常是X射线发生器)—— 提供测量时所需的X射线(连续波长或单一波长),强度可调节控制。
2. 样品及样品位置取向的调整机构系统,样品须是单晶、粉末、多晶或微晶的固体块。
3. 衍射线方向和强度的测量系统(收集记录X射线的方法已在第一章中有所介绍)。
4. 衍射图的处理分析系统。现代的X射线衍射仪器一般都带有一套衍射图处理分析系统,极大地减少了繁琐的需人工数据处理的工作量。
图2.1 X射线衍射分析仪器构成的基本框图
衍射分析的样品一般为单粒的晶体(单晶)或多晶样品,其中多晶样品最为普遍,如粉末状或块状的固态物质,绝大多数都是多晶物质,是许多晶态或准晶态物质的微细颗粒的聚集体。多晶样品的衍射图和单晶的不同。测量记录单晶样品的衍射图时入射X射线的方向必须以晶体的晶轴系为参考坐标,因此研究单晶衍射的仪器必须带有一套精细的用来精确调整控制晶体取向的机构;而研究多晶衍射的仪器这一部分的机构一般则比较简单。两类衍射仪器除样品部分之外,其他各部分都是相类似的。
多晶衍射仪器按其设计所采用的衍射几何来区分,有两大类型:平行光束型和聚焦光束型。
多晶衍射仪器通常按其采用的X射线的检测记录方法分为两大类型:使用感光胶片的各种衍射照相机和应用不同的射线检测器的各种衍射仪。