Конструкція і принцип роботи рентгенівського дифрактометра

Раніше відмічалося, що електронографія і рентгенографія доповнюють одна одну, оскільки розраховані на різні діапазони товщин. При цьому, незважаючи на те, що останнім часом знайшов широке застосування метод Брегга-Бретано, який дозволяє досліджувати зразки малої товщини (такі, як і при використанні методу електронографії), традиційний метод рентгенографічного аналізу, розрахований на товсті зразки (d ~ 1 мкм), не втратив свого значення.

До комплекту типового рентгенівського апарата (дифрактометра) входять стенд, на якому змонтовані рентгенівська трубка ((РТ) – основний прилад дифрактометра), пульт управління, гоніометр, системи відкачування вакуумної камери й охолодження РТ; блоки живлення; шафа індикації робочих параметрів апарата; система реєстрації дифракційних картин (рентгенограм) та ін.

РТ – високовольтний електронно-вакуумний прилад, який складається із катода, анода (Сu) із запресованим у нього антикатодом (Pt, W, Mo, Ni, Cu, Cr) і системою охолодження водою та елементів фокусування електронного пучка (рис. 6.19).

Рентгенівське випромінювання (гальмівне і характеристичне) виникає при потраплянні сфокусованого пучка електронів на антикатод при різниці потенціалів між катодом та анодом U≥30 кВ. При русі первинних електронів у електричному полі атомів виникає гальмівне рентгенівське випромінювання, а в результаті переходу електронів між атомними оболонками збуджується характеристичне випромінювання матеріалу антикатода,

Рисунок 6.19 – Конструкція рентгенівської трубки: 1 – нитка розжарювання (до 2800 К); 2 – катод; 3, 5 – фокусуючі електроди; 4 – фокусуючі котушки; 6 – антикатод; 7 – корпус анода; 8 – скляна колба (вакуум 10^-4 – 10^-5 Па); 9 – система охолодження анода; 10 – вікно для пропускання рентгенівських променів (скло С47-1, Ве)

завдяки якому і формується дифракційна картина після його відбиття від кристалографічних площин зразка (він знаходиться за межами РТ на атмосфері або у спеціальній вакуумній камері для термообробки зразків). У цьому й полягає призначення антикатода, який виготовляється із хімічно чистішого матеріалу порівняно із матеріалом корпусу анода.

Гоніометр входить до системи реєстрації дифракційної картини. На його поворотному пристрої змонтований приймач відбитих від кристалографічних площин рентгенівських фотонів, який фіксує т. зв. дифракційні кути 2θ (рис. 6.13б дозволяє зрозуміти, чому кут дифракції удвічі більший від кута ковзання).