關(guān)于X射線單晶體定向儀校準(zhǔn)晶體的檢測

X射線單晶體定向儀（以下簡稱X射線定向儀）是對單晶體（如二氧化硅、硅、鍺等）各晶面在三維空間相互排列角度進(jìn)行精密測定的一種檢測儀器。生產(chǎn)廠每出廠一臺X射線定向儀必須配一塊二氧化硅（sio2）衍射晶面（10TI）校準(zhǔn)晶體。在生產(chǎn)線使用的X射線定向儀更不可缺少校準(zhǔn)晶體，主要作用有兩個：

（1）在工作前和工作中校準(zhǔn)X射線定向儀調(diào)整的正確性和檢測的準(zhǔn)確性。

（2）檢測吸氣泵對晶體吸引力是否滿足要求。

目前隨機(jī)配帶的或是在用的X射線定向儀的校準(zhǔn)晶體都是有較高精度的x射線定向儀檢測加工的。這樣的校準(zhǔn)晶體大量配備在生產(chǎn)企業(yè)中，目前對于校準(zhǔn)晶體量值溯源由于國內(nèi)根本沒有標(biāo)準(zhǔn)器，所以校準(zhǔn)晶體無法溯源。據(jù)初步了解國外（德國、日本）用較高精度的x射線定向儀檢測加工校準(zhǔn)晶體。這種x射線定向儀價格昂貴，每臺需要人民幣200多萬元，所以目前研制一種價格低廉的校準(zhǔn)儀器是一項勢在必行的工作。

研制校準(zhǔn)晶體溯源的儀器存在如下主要問題：

（1）對校準(zhǔn)晶體面角檢測室利用x射線衍射疊加測量衍射線最強(qiáng)點的角度值。影響檢測角度的正確性因素很多，而且這個角度又不是直觀可見的。

（2）標(biāo)準(zhǔn)器檢測的校準(zhǔn)晶體精度要高于任何精度的x射線定向儀，而且角度讀值不大于2″。

（3）難以確認(rèn)偏差位置，只有正確確認(rèn)后才能實時研磨加工和檢測。

（4）加工精度高，測角與衍射角一致保證校準(zhǔn)晶體與測角同步，正確辨認(rèn)差值困難。

研制的理論依據(jù)

X射線定向儀是根據(jù)布喇格方程式nλ=2dsinθ一種實際應(yīng)用的表達(dá)形式。它是用3~4倍銅靶kx特征譜線激發(fā)電壓（27kv～37kv），使kv特征譜線（λ=0.154nm）投射到已知晶體面上（即sio2晶體10T1晶面），已知10t1晶面d值，滿足布喇格方程式條件只有θ角等于13°20′才能產(chǎn)生衍射，測得的角度與理論角度相比較求出偏差，偏差越小越接近理論值。偏差小于30″x射線定向儀很難出。研制的標(biāo)準(zhǔn)器能精確測出3″以下偏差。

研究的內(nèi)容和技術(shù)指標(biāo)

（1）大功率x射線光源和配套的銅（cu）靶x射線管，并采取有效的冷卻措施；

（2）提高的x射線光源保持相對穩(wěn)定；

（3）機(jī)械加工和裝配安裝保證銅靶x射線焦點平面與射線束軸線成Ъ°角。射線束軸線與校準(zhǔn)晶體加工平面成θ角（13°20′）精確在3″之內(nèi)；

（4）探測器設(shè)有準(zhǔn)真光欄，與樣品臺平面剛性地成θ角（13°20′）

（5）設(shè)計光電轉(zhuǎn)換積分放大器，通過mA（微安表）顯示正確值；

（6）正確值的角度讀數(shù)用不大于2″讀值的經(jīng)緯儀并通過經(jīng)緯儀讀出偏差角正確確認(rèn)位置，提供研磨加工。

該校準(zhǔn)儀器的研制徹底解決了在用以及新生產(chǎn)的X射線定向儀校準(zhǔn)晶體的量值朔源問題，保證了X射線定向儀的準(zhǔn)確可靠，為企業(yè)從事生產(chǎn)以及科技研發(fā)提供了技術(shù)保障。