桌面型X射线衍射仪通过测量X射线照射晶体样品后产生的衍射图谱,解析物质的晶体结构、物相组成、晶粒尺寸、晶格应变等关键信息,实现对材料的精准鉴定。相较于传统大型XRD,桌面型设备凭借其紧凑设计、操作简便、维护成本低等优势,正逐步走入高校实验室、质检中心与企业研发部门,成为材料分析的得力工具。

1、X射线源(X-rayTube)
功能:产生高能X射线束,激发样品产生衍射;
技术特点:
采用微焦斑(Micro-focus)或密封式X射线管,功率通常为50W-2kW,降低能耗与散热需求;
靶材多为Cu(铜)、Mo(钼)、Co(钴)等,根据样品选择;
配备聚焦光学元件(如多层膜聚焦镜),提高X射线利用率与强度。
2、样品台(测角仪)
功能:承载样品并实现高精度角度扫描;
结构与精度:
采用θ-2θ联动测角仪,样品台(θ)与探测器(2θ)同步旋转,满足布拉格衍射条件;
步进电机或伺服电机驱动,角度分辨率可达0.0001°,确保衍射峰精确定位;
支持多种样品夹具(粉末、块体、薄膜),可选自动进样器。
3、探测器
功能:接收衍射X射线信号并转换为电信号;
类型与优势:
一维线性探测器(如D/teX、PIXcel):
可同时采集一定角度范围内的衍射信号,大幅提升数据采集速度;
灵敏度高,信噪比好,适合快速扫描与微量样品检测。
点探测器(正比计数管):传统配置,成本低,稳定性好。
4、光学系统
功能:调控X射线束的形状、方向与强度;
核心组件:
发散狭缝(DS):控制入射X射线束的发散角;
防散射狭缝(SS):减少杂散射线干扰;
索拉狭缝(SollerSlits):限制X射线在垂直方向的发散,提高角度分辨率;
单色器或弯晶光学元件:可选配,用于过滤Kβ线或进一步聚焦。
5、控制与数据处理系统
功能:
控制测角仪运动、X射线管参数(电压、电流)、探测器读出;
实时采集、显示衍射图谱,进行背景扣除、平滑、寻峰等预处理。
软件特点:
图形化界面,操作直观;
内置标准PDF卡片库,支持物相自动检索与匹配(如Search/Match);
可进行Rietveld精修、晶粒尺寸与应变分析。