桌面型X射線衍射儀通過測量X射線照射晶體樣品后產生的衍射圖譜,解析物質的晶體結構、物相組成、晶粒尺寸、晶格應變等關鍵信息,實現對材料的精準鑒定。相較于傳統大型XRD,桌面型設備憑借其緊湊設計、操作簡便、維護成本低等優勢,正逐步走入高校實驗室、質檢中心與企業研發部門,成為材料分析的得力工具。

1、X射線源(X-rayTube)
功能:產生高能X射線束,激發樣品產生衍射;
技術特點:
采用微焦斑(Micro-focus)或密封式X射線管,功率通常為50W-2kW,降低能耗與散熱需求;
靶材多為Cu(銅)、Mo(鉬)、Co(鈷)等,根據樣品選擇;
配備聚焦光學元件(如多層膜聚焦鏡),提高X射線利用率與強度。
2、樣品臺(測角儀)
功能:承載樣品并實現高精度角度掃描;
結構與精度:
采用θ-2θ聯動測角儀,樣品臺(θ)與探測器(2θ)同步旋轉,滿足布拉格衍射條件;
步進電機或伺服電機驅動,角度分辨率可達0.0001°,確保衍射峰精確定位;
支持多種樣品夾具(粉末、塊體、薄膜),可選自動進樣器。
3、探測器
功能:接收衍射X射線信號并轉換為電信號;
類型與優勢:
一維線性探測器(如D/teX、PIXcel):
可同時采集一定角度范圍內的衍射信號,大幅提升數據采集速度;
靈敏度高,信噪比好,適合快速掃描與微量樣品檢測。
點探測器(正比計數管):傳統配置,成本低,穩定性好。
4、光學系統
功能:調控X射線束的形狀、方向與強度;
核心組件:
發散狹縫(DS):控制入射X射線束的發散角;
防散射狹縫(SS):減少雜散射線干擾;
索拉狹縫(SollerSlits):限制X射線在垂直方向的發散,提高角度分辨率;
單色器或彎晶光學元件:可選配,用于過濾Kβ線或進一步聚焦。
5、控制與數據處理系統
功能:
控制測角儀運動、X射線管參數(電壓、電流)、探測器讀出;
實時采集、顯示衍射圖譜,進行背景扣除、平滑、尋峰等預處理。
軟件特點:
圖形化界面,操作直觀;
內置標準PDF卡片庫,支持物相自動檢索與匹配(如Search/Match);
可進行Rietveld精修、晶粒尺寸與應變分析。