DE1245164B - Diffraktionsgoniometer, insbesondere Roentgengoniometer - Google Patents

Description

DEUTSCHES PATENTAMT

DeutscheKl.: 42 h -20/02

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1245 164

Aktenzeichen: C 35864IX a/42 h

^ 245 164 Anmeldetag: 17. Mai 1965

Auslegetag: 20. Juli 1967

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Diffraktionsgoniometer, insbesondere Röntgengoniometer, das eine Strahlenquelle, einen drehbaren mit einem mit Antriebsschraube versehenen Schraubenrad verbundenen Probe- oder Kristallträger und einen Dreharm aufweist, auf welchem ein mit seiner Halterung verschiebbarer Strahlendetektor mit Eintrittsschlitz angeordnet ist.

Bekannt sind Zentralgoniometer. Sie bestehen aus dem Probe- oder Kristallträger, einem Arm mit auf diesem befestigten Strahlendetektor und der Strahlenquelle. Die Materialprobe oder der Kristall befindet sich am Ort der Drehachse des Arms mit dem Strahlendetektor, der sich im Vergleich zum Probestück oder zum Kristall mit doppelter Winkelgeschwindigkeit dreht, dabei umschreibt der Detektorschlitz einen Kreis, genannt Grundkreis. Diese Goniometer sind bekannt als Goniometer mit Fokussation Bragg— Brentano.

Weiter kennt man Tangentialgoniometer. Auch diese weisen einen Probe- oder Kristallträger, einen Arm mit dem Detektor und eine Strahlenquelle auf. Bei diesem Goniometer ist die Probe unter einem bestimmten Winkel zur Strahlenquelle nicht drehbar eingestellt. Der Arm mit dem Detektor durchläuft den Fokussierungskreis, der den Fokus der Strahlenquelle schneidet; dabei befindet sich die zu prüfende Probe oder der Kristall tangential zu diesem Kreis. Dabei ist der Detektor auf dem Arm verschiebbar gelagert. Der Detektorschlitz ist in allen Lagen immer der zu prüfenden Probe oder dem Kristall zugewandt. Das ist das Fokussierungsgoniometer nach Seemann—Bohlin.

Die eigentliche Einstellung des Diffraktionsgoniometers, sowohl des zentralen als auch des tangentialen, ist sehr mühsam. In vielen Fällen ist es vorteilhaft oder sogar notwendig, bei der Prüfung der Probe oder des Kristalls beide Fokussierungsmethoden anzuwenden. Die bisher bekannten Typen von Goniometern lassen jedoch die Anwendung beider Fokussierungen in einem Apparat ohne die Veränderung der Grundeinstellung des Goniometers mit Bezug auf die Strahlenquelle nicht zu.

Diesen Nachteil beseitigt das erfindungsgemäße Diffraktionsgoniometer. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Goniometer zu schaffen, welches ohne Veränderung der Grundeinstellung mit Bezug auf die Strahlenquelle die Anwendung der beiden bekannten Fokussierungen (Bragg—Brentano und Seemann—Bohlin) in einem Gerät ermöglicht.

Die Erfindung besteht darin, daß für den Strahlen-Diffraktionsgoniometer, insbesondere
Röntgengoniometer

Anmelder:

Chirana Praha, närodni podnik, Prag
Vertreter:

Dipl.-Phys. Dr. W. Junius, Patentanwalt,
Hannover, Abbestr. 20

Als Erfinder benannt:
Jaroslav Talas, Prag

Beanspruchte Priorität:

Tschechoslowakei vom 23. Mai 1964 (2982)

detektor ein Hilfsarm vorgesehen ist, dessen Drehachse sowohl von der Drehachse des Probe- oder Kristallträgers als auch von dem Brennpunkt der Strahlungsquelle im Abstand der Drehachse des Probe- oder Kristallträgers von dem Brennpunkt der Strahlungsquelle entfernt ist und daß der Hilfsarm mit einem Mitnehmerorgan für den Strahlendetektor ausgerüstet ist, so daß bei Verbindung des Hilfsarms mit dem Strahlendetektor der Strahlendetektor den Fokussierungskreis durchläuft. Wird bei dieser Anordnung der Detektor auf dem Dreharm festgestellt und um die Drehachse des Probe- und Kristallträgers gedreht, so hat man ein Zentralgoniometer. Wird dagegen der Detektor mit dem Hilfsarm verbunden und längs des Dreharms mittels des Hilfsarms bei der Bewegung des Dreharms verschoben, so hat man ein Tangentialgoniometer.

Besonders einfach wird die Umstellung des erfindungsgemäßen Goniometers, wenn der Dreharm und der Hilfsarm mit gleichen Schraubenrädern versehen sind und wenn die Antriebsschraube umstellbar zwischen beiden Schraubenrädern gelagert ist. Zur Umstellung von einem Zentralgoniometer auf ein Tangentialgoniometer ist dann lediglich eine Ankopplung des Hilfsarms an den Detektor und eine Umstellung der Antriebsschraube notwendig. Umgekehrt ist bei einer Umstellung von einem Tangentialgoniometer auf ein Zentralgoniometer lediglich der Hilfsarm von dem Detektor abzukoppeln, wenn der Detektorschlitz auf dem Schnittpunkt der beiden Fokussierungskreise bei Zentral- und Tangentialeinstellung des erfindungsgemäßen Goniometers befindlich ist und die

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Claims (1)

Antriebsschraube ist umzustellen. Strahlungsquelle und Probe bzw. Kristall bleiben unverändert an ihrem Ort. Die Erfindung ist an Hand einer in der Zeichnung dargestellten Gegenüberstellung eines bekannten Zentral- und Tangentialgoniometers und eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Goniometers in den verschiedenen Anwendungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bekannten Ausführung eines Röntgenzentralgoniometers, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer bekannten Ausführung eines Röntgentangentialgoniometers, F i g. 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung bei Zentraleinstellung, F i g. 4 dasselbe bei Tangentialeinstellung, F i g. 5 eine schematische Darstellung der mecha- ao nischen Ausführung des Erfindungsgegenstands. Gemäß F i g. 1 weist ein bekanntes Zentralgoniometer den Probe- oder Kristallträger V, den Brennpunkt F, die Strahlenquelle und den an die SpindelS1 angekoppelten Dreharm .R1 mit der Unterlage P für den Strahlendetektor mit Schlitz S auf. Die Mitte der Spindel S1 bildet die Mitte des Fokussationskreises JfiC1, der den BrennpunktF der Strahlenquelle und den DetektorschlitzS schneidet. Die durch den Brennpunkt F der Strahlenquelle und der Mitte des Fokussierungskreises K1 und dadurch auch der Spindel S1 gelegte Gerade bildet die Nullage des Goniometers. Bei der Arbeit dreht sich der Arm R1 des Goniometers zusammen mit dem Probe- oder Kristallträger V mit der zu prüfenden Probe oder dem Kri- stall derart, daß die Probe immer die Hälfte der Winkelgeschwindigkeit des Arms R1 aufweist; daher dreht sich bei der Drehung des Probe- oder Kristallträgers um den Winkel ϋ- der Arm ,R1 um den Winkel 2 &. Gemäß Fig. 2 weist ein bekanntes Tangentialgoniometer einen BrennpunktF der Strahlenquelle, einen Probe- oder Kristallträger V und einen Goniometerarm R1 mit verschiebbarer Unterlage P für den Strahlendetektor mit SchlitzS auf. Der Brennpunkt der Strahlenquelle und, in einer bestimmten Entfernung hiervon, der Probe- oder Kristallträger mit der Probe oder dem Kristall befinden sich auf dem Fokussierungskreis K2. Dabei ist der Berührungspunkt des tangential untergebrachten Trägers V für die Probe oder den Kristall die Drehachse des Armes R1 mit verschiebbarer Unterlage P für den Strahlendetektor mit Schlitz S. Die den Brennpunkt F der Strahlenquelle und die Drehachse des Arms R1 verbindende Gerade bildet wieder die Nullposition des Goniometers, von der der Winkel §■ gemessen wird. Bei der Drehung des Arms R1 verschiebt sich die Halterung P mit dem Detektor und dem Schlitz S derart, daß der SchlitzS den Fokussationskreis K2 durchläuft. Dabei ist der Arm R1 immer auf den Mittelpunkt der zu prüfenden Probe gerichtet. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Diffraktionsgoniometers, insbesondere des Röntgengoniometers, und zwar bei Zentralanordnung. Dieses Goniometer besteht aus einem Probe- oder Kristallträger, der im Mittelpunkt des Fokussierungskreises K1 angebracht ist, an dessen Umfang sich der BrennpunktF der Strahlenquelle und der SchlitzS des Strahlendetektors auf einer verschiebbaren Unterlage P am Dreharm ,R1 befindet, der mit der Hauptspindel S1 verbunden ist. In der Entfernung eines Halbmessers ist die Drehachse des Hilfsarms R2 mit dem Mitnehmerorgan angeordnet, das mit der Hilfsspindel S2 verbunden ist, deren Mittelpunkt sich in der Mitte des Fokussierungskreises K2 befindet. Dreht sieh der Probe- oder Kristallträger V mit der Probe oder dem Kristall um den Winkelt, so verlagert sich der Dreharmii1 mit dem Detektor und dem Schlitz S auf der verschiebbaren Unterlage P um den Winkel 2 ■&. Dabei bleibt der Hilfsarm R2 mit dem Mitnehmerorgan in der Ruhelage, und die verschiebbare Unterlage P bleibt dauernd in der Grundeinstellung, bewegt sich also nicht längs des Dreharms R1. F i g. 4 zeigt dasselbe Ausführungsbeispiel bei tangentialer Anordnung. Die Fokussierungskreise K1 und K2, die Hauptspindel S1, die Hilfsspindel St und der Brennpunkt F der Strahlenquelle sind in gleicher Weise wie in F i g. 3 angeordnet. Der Probe- oder Kristallträger mit der zu untersuchenden Probe oder dem Kristall hat dauernd die Winkeleinstellung ψ. Der Hilfsarm R2 mit dem Mitnehmerorgan oder der Drehachse im Mittelpunkt der Hilfsspindel S8 und damit der Mitte des Fokussierungskreises K2 ist z. B. durch einen Mitnehmer mit der verschiebbaren UnterlageP verbunden, und zwar in der Mitte des Schlitzes S, wobei die verschiebbare Unterlage P auf dem Dreharm R1 verschoben werden kann. Dreht sich der Hilfsarm R2, so verschiebt dieser die Unterlage? mit dem Strahlendetektor und dem SchlitzS auf dem Dreharmii1; dadurch wird der Dreharmii1 gleichzeitig gedreht, und zwar derart, daß der SchlitzS den FokussierungskreisiC2 durchläuft. Die Lage des Dreharms R1 nach der Drehung um einen bestimmten Winkel 2 & ist gestrichelt gezeichnet. Aus der F i g. 5 ist die mechanische Ausführung des Dreharms üj und des Hilfsarmsii2 ersichtlich. Die Anordnung der Fokussierungskreise ,ST1 und Kv der Hauptspindel S1, der Hilfsspindel S2 und des BrennpunktsF der Strahlenquelle, sowie der Drehachse des Arms R1 und des Hilfsarms R2 ist dieselbe wie in F i g. 3 und 4. Das Drehen des Dreharms Ri und des Hilfsarms ü2 wird durch die Umstellung des Schneckenantriebsystems Sn gesichert, das je nach Stellung in den Eingriff mit Schraubenrad SiiC1 (Lage I) oder mit Schraubenrad SK2 (Lage II) kommt. Diese Schraubenräder sind an der HauptspindelS1 bzw. an der Hilfsspindel S2 angebracht. Die Abgrenzung des Spiels im Schraubenmechanismus braucht nicht näher beschrieben zu werden. Sie wird mittels irgendeiner der bekannten Methoden gesichert. Die erfindungsgemäße Anordnung des Goniometers ist nicht nur bei den Röntgendiffrakti'onsgoniometern anwendbar, sie kann auch bei Goniometern, die andere Strahlenarten benutzen, wie beispielsweise Gammastrahlen, Neutronenstrahlen u. a., eventuell in Verbindung mit Monochromatoren angewandt werden. Patentansprüche:

1. Diffraktionsgoniometer, insbesondere Röntgengoniometer, das eine Strahlenquelle, einen drehbaren mit einem mit Antriebsschraube versehenen Schraubenrad verbundenen Probe- oder Kristallträger und einen Dreharm aufweist, auf welchem ein mit seiner Halterung verschiebbarer