Рентгеновский спектрометр для исследования структурного совершенства монокристаллов

 

Союз Советсиик

Социалистические

Реслублии

О П @ С A Н И Е < 898302

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 160580 (2I ) 2958773/18-25 с присоединением заявки М (23) П риоритет

Опубликовано 1501.82. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 150182 (53)M. Кл.

G 0l и 23/207

Гасударственный комитет

СССР (53) УДК 548.73 (088.8) ло делан нэебретеннй н открытий (72) Авторы изобретения

P.M. Имамов, М.В. Ковальчук, А.В. Миренс

l0.Н. Шилин и С.С. Якимов

6, 1Тгч 1

Институт кристаллографии им. A.Â. Шубнико1ва (71) Заявитель (54) РЕНТГЕНОВСКИЙ СМХТРОМЕТР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

СТРУКТУРНОГО СОВЕРШЕНСТВА МОНОКРИСТАЛЛОВ

Изобретение относится к рентгеновской дифрактометрии и может использоваться для исследования монокристаллов с помощью рентгеновского излучения от мощных источников стационарного типа.

Известно использование в рентгеноструктурном анализе мощных источников. рентгеновского излучения на основе рентгеновских трубок с вращающимся анодом (1 j.

Такие источники имеют значительные габариты и вес, в силу чего они в дифрактометрической аппаратуре устанавливаются неподвижно. Вместе с тем при конструировании многокристальных рентгеновских спектрометров более выгодным, с точки зрения конструкции самого спектрометра, является использование поворотного источника, что позволяет легко перестраивать .спектрометр на работу с другими порядками отражения от кристалла-монохроматора, на который падает первичный пучок источника, без значительной переюстировки и перемещений других элементов спектрометра. Однако используемые в таких спектрометрах источники являются

5 маломощными, что значительно уве" личивает время исследований и сужает функциональные возможности спектрометров из-за недостаточной интен10 сивности первичного рентгеновского пучка.

Известен рентгеновский спектрометр для исследования структурного совершенства монокристаллов, содержащий поворотный источник рентгеновского излучения, два поворотных кристалла-монохроматора, поворотный держатель исследуемого монокристалла, детекторы излучения, установленные друг за другом по ходу рентгеновского пучка (2).

Недостатком известного спектрометра является сложность его настройки при использовайии мощных

898302

Цель изобретения заключается в том, чтобы уменьшить габариты

35 спектрометра при использовании излучения мощных стационарных источников и расширить его функциональные возможности.

Поставленная цель достигается тем, что в рентгеновском спектрометре для исследования структурного совершенства монокристаллов, содержащем два поворотных кристалламонохроматора, поворотный держатель исследуемого монокристалла, причем один кристалл-монохроматор и держатель исследуемого монокристалла установлены на поворотных платформах с общей осью поворота, не совпадающей с осями поворота этого кристалла-монохроматора и держателя исследуемого монокристалла, по крайней иере один детектор излучения, связанный с держателем исследуемого монокристалла, другой поворотный кристалл-монохроматор установлен на осях поворота платформ с крис55 стационарных источников излучения и ограниченный круг решаемых при таком его использовании задач.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является 5 рентгеновский спектрометр, содержащий два поворотных кристалла-монохроматора, поворотный держатель исследуемого монокристалла, установленные на отдельных поворотных плат" IO формах с общей осью поворота, про ходящей через фокус анода рентгеновской трубки, по крайней мере один детектор излучения, связанный с держателем исследуемого монокрис- 15 галла (3).

Такой спектрометр может использоваться со стационарными источниками излучения при фиксации положения одного поворотного кристалла- 20 монохроматора. Однако для обеспечения работы спектрометра со стационарным источником он должен иметь большие габариты, что связано с ненеобходимостью использования платформд5 больших размеров для поворотов вокруг фокуса трубки при настройке спектрометра на требуемый порядок отражения. Кроме того, в данном спектрометре затруднительна реализа- 30 ция некоторых рентгенооптических схем исследования монокристаллов. таллом-монохроматором и держателем исследуемого монокристалла.

Кроме того, в спектрометр дополнительно введен третий кристалл-монохроматор, установленный на платформе с держателем исследуемого монокристалла с возможностью поворота вокруг оси, проходящей через его поверхность, и вокруг оси поворота держателя исследуемого монокристалла.

На фиг. 1 показана схема трехкристального спектрометра; на фиг.2 часть четырехкристального спектрометра с третьим кристаллом-монохроматором.

Рентгеновский спектрометр содержит стационарный источник рентгеновского излу .ения I, первый кристаллмонохроматор 2, установленный в поворотном держателе 3, второй кристалл-монохроматор 4, установленный в поворотном держателе 5, который расположен на поворотной платформе

6. Исследуемый монокристалл 7 установлен в поворотном держателе 8, когорый расположен на второй поворотной платформе 9. Оси поворотов платформ б и 9 совпадают с осью поворота держателя 3 первого кристалла-монохроматора 2. Дифрагированное исследуемым монокристаллом 7 излучение регистрируют детектором 10, который установлен с возможностьв поворота относительно оси поворота держателя

8 исследуемого монокристалла 7. В спектрометр могут Сыть введены дополнительные детекторы для целей настроики кристаллов-монохроматоров

2 и 4. Каждый держатель 3, 4 и 8 предусматривает возможность юстировки кристалла за счет его перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях. В спектрометр может быть введен третий кристалл-монохроматор

11, который может быть установлен на держателе 8 параллельно исследуемому монокристаллу 7, причем при повороте последнего кристалл-монохроматор 11 совершает поворот вокруг оси поворота держателя 8 на фиксированном расстоянии от нее. Кроме того, третий кристалл-монохроматор

11 установлен и с возможностью поворота относительно собственной оси с помощью поворотного держателя 12.

Спектрометр может работать в следующих режимах: в режиме трехкристального спектрометра при параллерь8983 ном расположении кристаллов, в режиме трехкристального спектрометра с антипараллельным расположением кристаллов; в режиме трехкристального спектрометра со смешанным рас- 5 положением кристаллов (как показано, например, на фиг. t); в режиме двухкристального спектрометра при выво" де второго кристалла-монохроматора

4 с траектории рентгеновского пучка 16 за счет поворота платформы 6 с параллельным и антипараллельным расположением кристаллов. При средних и больших брегговских углах спектрометр может перестраиваться на работу И с кристаллом-анализатором, в качестве которого используют второй кристалл-монохроматор 4, т.е. пучок от первого монохроматора 2 направляют непосредственно на исследуемый моно- 20 кристалл 7, установленный в такое положение, чтобы дифрагированный им пучок мог попасть на кристалл 4, с помощье которого производят развертку кривой дифракционного отражения от монокристалла 7, регистрируемую с помощью специального детектора.

В четырехкристальном варианте 36 предлагаемый спектрометр позволяет дополнительно произвести прецизионное эталонное измерение периода решетки исследуемого монокристалла 7 одним из методов двухлучевой дифрак- З . тометрии. Кроме того, такой спектрометр может работать в трехкристальном и двухкристальном режимах при дифракции по Боррману.

Таким образом, предложенный спектрометр обладает большим набором функциональных возможностей и обеспечивает легкость управления им при работе с мощными источниками рентге- 41 новского излучения стационарного типа при сохранении относительно небольших габаритов спектрометра.

02 6 формула изобретения

1. Рентгеновский спектрометр для исследования структурного совершенства монокристаллов, содержащий два поворотных кристалла-монохроматора, поворотный держатель исследуемого монокристалла,причем один кристаллмонохроматор и держатель исследуемого монакристалла установлены íà поворотных платформах с общей осью поворота, не совпадающей с осями по" ворота этого. кристалла-монохроматора и держателя исследуемого монокристалла, по крайней мере один детектор излучения, связанный с держателем исследуемого монркристалла, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов спектрометра при использовании излучения мощных стационарных источников и расширения его функциональных возможностей, другой поворотный кристалл-монохроматор установлен на оси поворота плат" форм с кристаллом-монохроматором и держателем исследуемого монокристалла.

2. Спектрометр по и. 1, о т л ич а ю щ и " с я тем, что в него дополнительно введен третий кристаллмонохроматор, установленный на платформе с держателем исследуемого моно кристалла с возможностью поворота вокруг оси,.проходящей через его поверхность, и вокруг оси поворота держателя исследуемого монокристалла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Русаков А.А. Рентгенография металлов. И., Атомиздат, 1977, с. 34-35.

2. Ковальчук И.В. и др. Трехкристальный рентгеновский спектрометр для исследования структурного совершенства реальных кристаллов. ПТЭ

1976, t 1, с. 194-196.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 4" 2860030/18-25, кл. G 01 N 23/20, 1979 (прототип).

898302

Тираж 882 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 8-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 11938/59

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель К. Кононов

Редактор М, Циткина Техред М. Рейвес Корректор М. Коста