工業衍射儀是材料科學、工業生產及質量控制領域不可少的精密分析儀器,其核心功能是通過X射線與物質相互作用產生的衍射現象,解析材料的晶體結構、物相組成及微觀缺陷信息。該技術基于布拉格定律(2d sinθ=nλ),當單色X射線以特定角度θ照射晶體時,若滿足晶面間距d與波長λ的幾何關系,則會在特定方向產生衍射增強信號,形成特征衍射圖譜。
一、安裝前準備
1.場地選址要求
空間:
預留足夠操作與維護空間(通常主機尺寸約800×600×1200 mm,還需前后左右各≥50 cm操作距離);
門寬應能通過儀器(部分工業機型帶防震底座,體積較大)。
地面:
堅固、水平、無振動(遠離大型沖壓機、空壓機、電梯井等振源);
建議安裝在底層或地下室,必要時加裝防震平臺。
環境條件:
溫度:15–30℃(波動≤±2℃/h);
濕度:30–70%RH(無冷凝);
無腐蝕性氣體、粉塵、強電磁干擾(如變頻器、大功率電機附近)。
2.電力與接地
電源:
通常要求AC 220V±5%,50/60 Hz,獨立專線;
功率:3–5 kW(含X光管高壓發生器、冷卻系統等);
配備UPS或穩壓電源(防止電壓波動損壞高壓發生器)。
接地:
專用接地線,接地電阻<4Ω;
接地端子必須連接至建筑物主接地極,禁止與水管、暖氣管共用。
3.輻射防護準備
XRD屬于Ⅲ類射線裝置(中國分類),需符合《放射性同位素與射線裝置安全和防護條例》;
安裝區域應設置:
電離輻射警告標志;
聯鎖門禁或警示燈(開機時自動亮起);
確保鉛玻璃觀察窗或屏蔽罩完好(工業機型通常為全封閉式,泄漏劑量<1μSv/h)。
二、主機安裝步驟
1.開箱與搬運
使用叉車或液壓搬運車,嚴禁傾斜超過15°(防止X光管油芯移位);
拆除運輸固定螺栓(通常位于測角儀底座),否則影響精度。
2.水平調校
將儀器置于預定位置;
使用高精度電子水平儀(精度0.02 mm/m)放置于測角儀平臺;
調節底部調平腳螺絲,使X/Y方向均水平(誤差≤0.05°)。
3.連接外圍設備
冷卻系統(若為水冷X光管):
連接去離子水循環冷卻機(電阻率>1 MΩ·cm);
檢查水壓(通常0.1–0.2 MPa)和流量(≥1 L/min)。
計算機與通信線:
連接控制電腦(USB/Ethernet);
安裝廠商專用控制軟件(如PANalytical HighScore、Bruker DIFFRAC.SUITE等)。
4.樣品臺安裝
根據測試需求安裝樣品架(如零背景硅片holder、旋轉樣品臺、高溫附件等);
確保樣品臺與測角儀中心對齊。
三、安全與功能檢查
1.輻射泄漏測試(必須由有資質單位執行)
使用劑量儀檢測儀器表面5 cm處輻射劑量率;
國標要求:≤2.5μGy/h(中國)或0.5 mR/h(美國)。
2.開機自檢
啟動高壓發生器,檢查X光管是否正常出束;
測角儀執行初始化歸零(home position);
光閘、快門、聯鎖開關功能測試。
3.標準樣品校準
使用標準硅粉(NIST SRM 640e)進行2θ角度校準;
驗證峰位偏差應<±0.01°。
