Hình 3.1. Hệ máy nhiễu xạ tia X X’Pert Pro.
Hệ máy nhiễu xạ tia X X’Pert Pro do hãng Panalytical – Hà Lan sản xuất năm 2005 rất thích hợp cho việc nghiên cứu vật liệu với nhiều ứng dụng như sau: xác định cấu trúc tinh thể, phân tích hàm lượng nguyên tố, xác định kích thước và độ biến dạng của mạng tinh thể... hệ máy được sử dụng trong phân tích cấu trúc vật rắn bằng tia X. Hệ máy bao gồm các bộ phận chính sau:
– Ống phát tia X trong hệ thống nhiễu xạ kế là bộ phận quan trọng của hệ máy, dùng để tạo ra chùm tia X song song, có cường độ cao và năng lượng lớn. Ống được nối với nguồn điện thế cao tần để gia tốc chùm electron đập vào bia anôt làm phát sinh tia X.
Hình 3.2. Cấu tạo ống phát tia X.
Hình 3.3. Ống phát tia X.
– Hệ thống làm mát ống phát tia X: Một hệ thống bơm nước trong bình chứa luân chuyển để làm mát anode. Để làm mát ống phát tia X người ta sử dụng nước cất pha với natricacbonat và natrihidrocacbonat theo một tỉ lệ thích hợp, nhiệt độ nước bên trong hệ thống duy trì trong khoảng 170 ÷ 210C. Khi nhiệt độ của nước lên đến 210
C, hệ thống làm mát bật quạt để giảm nhiệt độ của nước trong bình chứa.
– Hệ giác kế (Goniometer) được cơ khí chính xác và điều khiển bởi phần mềm đo nhiễu xạ X’Pert Collector Data. Người dùng có thể tùy chọn góc quét, thời gian quét và bước quét (step size) trên máy tính kết nối với hệ máy.
Hình 3.4. Hệ giác kế của máy nhiễu xạ tia X X’Pert Pro.
Hệ thống thu nhận chùm tia nhiễu xạ (Detector) là thiết bị đếm số photon tia X bị nhiễu xạ trên mẫu. Dectector là một buồng hình trụ bên trong chứa hỗn hợp xenon và mêtan, cửa sổ beryllium của detector có kích thước 20 mm x 24mm. Detector và ống phát tia X cùng nằm trên vòng tròn đồng tâm trong hệ giác kế.
Toàn bộ thiết bị (ngoại trừ hệ thống bơm làm mát) được thiết kế trong vỏ bọc bằng thép và chì, với cửa lùa được lót chì để hệ thống an toàn về mặt bức xạ. Diện tích bên trong rộng rãi với hệ thống chiếu sáng cho phép quan sát dễ dàng hoạt động của hệ thống. Cửa sổ quan sát được làm bằng kính pha chì đặc biệt, ngăn không cho tia X thoát ra ngoài mà vẫn quan sát rõ bên trong máy
X’Pert Pro là thiết bị nhiễu xạ tia X hiện đại dùng để nghiên cứu vật liệu hiệu quả và an toàn. Để an toàn cho thiết bị, sau khi mở máy tăng dần hiệu điện thế và dòng, mỗi bước tăng ta phải chờ khoảng 3phút, trước khi tắt máy ta phải hạ dòng điện và hiệu điện thế, mỗi bước hạ ta phải chờ trong khoảng 3phút. Hệ máy hoạt động ở hiệu điện thế 45 KV và dòng 40 mA.