DE102004029721A1 - Powder analyzer by diffraction of X-rays - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Analyse an in einer Kapillare (11) enthaltenen Materialproben, wobei diese Röntgenstrahlen ausgesetzt ist, in Kombination, umfassend: DOLLAR A - Mittel (1) zur Positionierung der Kapillaren in dem Weg der eintreffenden Röntgenstrahlen, DOLLAR A - Mittel (22; 25) zur Zirkulation eines Fluids in dieser Kapillare, DOLLAR A - Mittel (40) zur Erwärmung des in der Kapillare enthaltenen Materials, welches den Röntgenstrahlen ausgesetzt ist, und DOLLAR A - Mittel (1), um die Kapillare um ihre Längsachse in Schwingung zu versetzen.The present invention relates to an apparatus for analyzing material samples contained in a capillary (11) exposed to X-rays, in combination comprising: DOLLAR A - means (1) for positioning the capillaries in the path of the incident X-rays, DOLLAR A - Means (22; 25) for circulating a fluid in said capillary, DOLLAR A means (40) for heating the material contained in the capillary which is exposed to X-rays, and DOLLAR A means (1) for circumscribing the capillary To set the longitudinal axis in vibration.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die eine Probenträger-Zelle umfasst, die für Untersuchungen der Beugung oder Diffraktion der Röntgenstrahlen durch Puder bzw. Pulver und deren Umgebung ausgelegt ist. Die Vorrichtung ist eine kompakte Anordnung aus Elementen, welche die Charakterisierung in situ ermöglicht, d.h. hinsichtlich Temperatur, Druck und unter einem kontrollierten Atmosphärenstrom (Luft, neutrale Gase, Kohlenwasserstoffe als Reinkörper oder im Gemisch), von Materialien in Pulverform, die im Inneren einer Kapillarröhre angeordnet werden.The The present invention relates to a device comprising a sample carrier cell Includes, for investigations the diffraction or diffraction of the X-rays by powder or Powder and its environment is designed. The device is a compact Arrangement of elements enabling in situ characterization i.e. in terms of temperature, pressure and under a controlled atmospheric electricity (Air, neutral gases, hydrocarbons as pure or in the mixture), of materials in powder form, inside a capillary tube to be ordered.

Die vorliegende Erfindung umfasst auch mechanische Elemente, welche die Montage und Einstellung der Probenträgerzelle auf dem verwendeten Röntgenstrahldiftraktometer ermöglichen.The The present invention also includes mechanical elements which the assembly and adjustment of the sample carrier cell on the used Röntgenraddiftraktometer enable.

Insbesondere ermöglicht es die Erfindung:

• – Proben auf Temperaturen zwischen 20 und 250°C über die gesamte Analysedauer der Diffraktion durch Röntgenstrahlen (und einer evtl. Vorbehandlung) zu bringen;
• – die Steuerung der Heiztemperatur der gefüllten Kapillare;
• – die Oszillation der gefüllten Kapillare um ihre Längsachse während der Analyse, um die Repräsentativität des gebeugten Signals zu verbessern;
• – die kontinuierliche Speisung der Kapillare mit Gas unter Druck (zwischen 0 und 5 bar);
• – eine Strömung vom Kolbentyp des Gases unter Druck im Inneren der gefüllten Kapillare;
• – die Verwendung von Gasen verschiedenartigster Natur (Luft, neutrale Gase, Kohlenwasserstoffe als Reinkörper oder im Gemisch);
• – die Führung der einfallenden und gebeugten Bündel der Röntgenstrahlen während der gesamten Dauer der Analyse (die gemäß einer Übertragungsgeometrie der Röntgenstrahlen realisiert wird);
• – das Ausrichten der Längsachse der gefüllten Kapillare mit der goniometrischen Achse des verwendeten Diffraktometers sowie eine Oszillation der Probe um ihre Längsachse;
• – das Aufzeichnen eines Diagramms der Beugung der Röntgenstrahlung durch die Pulver über einen Winkelbereich zwischen –5 und 110° 2-Theta; und
• – die Verwendung eines breiten Spektralbereichs für das Bündel einfallender Röntgenstrahlen.

In particular, the invention makes it possible:

• - bring samples to temperatures between 20 and 250 ° C over the entire analysis period of X-ray diffraction (and any pre-treatment);
• - the control of the heating temperature of the filled capillary;
• The oscillation of the filled capillary about its longitudinal axis during the analysis to improve the representativeness of the diffracted signal;
• - The continuous supply of the capillary with gas under pressure (between 0 and 5 bar);
• A piston-type flow of the gas under pressure inside the filled capillary;
• - the use of gases of all kinds (air, neutral gases, hydrocarbons as pure or mixed);
• The guidance of the incident and diffracted beams of X-rays during the entire duration of the analysis (which is realized according to a transmission geometry of the X-rays);
• - Aligning the longitudinal axis of the filled capillary with the goniometric axis of the diffractometer used and an oscillation of the sample about its longitudinal axis;
• The recording of a X-ray diffraction pattern by the powders over an angular range between -5 and 110 ° 2-theta; and
• The use of a wide spectral range for the bundle of incident X-rays.

Geeignet ist die Vorrichtung insbesondere für Studien der verwendeten Materialien als Katalysatorträger und Adsorbentien, insbesondere in der Erdölindustrie. Alternativ ist sie geeignet für sämtliche Materialien von Dichte und vergleichbaren Absorptionseigenschaften der Röntgenstrahlen.Suitable the device is in particular for studies of the materials used as a catalyst support and adsorbents, especially in the petroleum industry. Alternatively it is they are suitable for all Materials of density and comparable absorption properties the X-rays.

Es existieren zahlreiche Vorrichtungen, welche die strukturelle Charakterisierung der Materialien als Pulver durch Diffraktion der Röntgenstrahlen unter Nicht-Umgebungsbedingungen ermöglichen.It Numerous devices exist which provide the structural characterization of the materials as powder by diffraction of X-rays under non-environmental conditions enable.

Bekannt ist eine Anton Paar XRK600 genannte Zelle, bei der es sich um eine handelsübliche Zelle handelt, die für die Realisierung von Strukturanalysen in situ durch Röntgenstrahldiffraktion an pulverförmigen Materialien bestimmt ist. Diese Vorrichtung, zusammengesetzt aus einem Probenträger und einem dichten kreisförmigen Ofen, ermöglicht es, Analysen bei Temperaturen zwischen der Umgebungstemperatur und 600°C, bei Drücken unterhalb 10 bar unter Gasstrom, gegebenenfalls in Anwesenheit verschiedener Kohlenwasserstoffe, zu realisieren.Known is an Anton Paar XRK600 called cell, which is a commercial cell is acting for the realization of structural analyzes in situ by X-ray diffraction on powdery Materials is determined. This device, composed of a sample carrier and a dense circular Oven, allows it analyzes at temperatures between ambient and 600 ° C, at To press below 10 bar under gas flow, optionally in the presence of various Hydrocarbons to realize.

Bei dieser Vorrichtung wird die pulverförmige Probe in Form einer Pastille fester Abmessungen (etwa 10 mm Durchmesser auf 2 mm Höhe) konditioniert. Während der Analyse (und einer evtl. Vorbehandlung in situ) kann sie von einem Gasstrom durchsetzt werden.at This device is the powdery sample in the form of a lozenge fixed dimensions (about 10 mm diameter to 2 mm height) conditioned. While The analysis (and any pretreatment in situ) can be done by a gas stream to be interspersed.

Während der Verwendung der Anton Paar XRK600 Zelle wird die Diffraktionsanalyse der Röntgenstrahlen entsprechend einer Geometrie mit Reflexion der Röntgenstrahlen realisiert: gut angepasst an geringe Energien (in etwa zwischen 4 und 15 keV) oder die Röntgenstrahlen stark absorbierende Materialien. Diese Geometrie erweist sich als wenig leistungsstark im Falle von Untersuchungen bei hoher Energie (oberhalb vom 15 KeV), der Materialien, wie sie am häufigsten in der Industrie des Raffinierens und der Petrochemie eingesetzt werden (tatsächlich lässt das geringe Absorptionsvermögen dieser Materialien gegenüber den Röntgenstrahlen auf dem erhaltenen Diffraktogramm charakteristische Spektrallinien der den Probenträger bildenden Materialien erscheinen).During the Use of the Anton Paar XRK600 cell becomes the diffraction analysis the X-rays realized according to a geometry with reflection of x-rays: good adapted to low energies (approximately between 4 and 15 keV) or the X-rays strongly absorbing materials. This geometry turns out to be less powerful in the case of high energy studies (above 15 KeV), the materials as they are most common used in the refining and petrochemical industry (actually that leaves low absorption capacity opposite to these materials the x-rays on the obtained diffractogram characteristic spectral lines the the sample carrier forming materials appear).

Im Übrigen weist die Vorrichtung des Standes der Technik die folgenden Nachteile auf:

• – die Abmessung der Vorrichtung ist erheblich, was ihre Verwendung begrenzt, wenn die Umgebung des Diffraktometers wenig Platz bietet;
• – das Vorhandensein von kalten Teilchen im Inneren des Ofens kann Phänomene der Kondensation oder des unerwünschten Einfangs hervorrufen;
• – die Verwendung von verunreinigenden oder korrosiven Produkten kann eine Veränderung des während der Analyse aufgezeichneten Signals und in Extremfällen eine Einschränkung in der Verwendung oder eine Beschädigung der Zelle hervorrufen. Dieser Punkt ist besonders beeinträchtigend, was die Kosten der Vorrichtung angeht.

Incidentally, the device of the prior art has the following disadvantages:

• - The size of the device is significant, which limits their use, if the environment of the diffractometer offers little space;
• The presence of cold particles inside the furnace can cause phenomena of condensation or unwanted entrapment;
• The use of contaminating or corrosive products may cause a change in the signal recorded during the analysis and in extreme cases, a restriction in the use or damage of the cell. This point is particularly troublesome as far as the cost of the device is concerned.

Es existieren andere Zellen, die die Analyse pulverförmiger Materialien durch Röntgenstrahldiftraktion unter Nicht-Umgebungsbedingungen ermöglichen. Gewisse unter diesen jedoch integrieren nicht Mittel, welche die Zirkulation von Gasen (seien sie kohlenwasserstoffhaltig oder nicht) ermöglichen oder lassen das Einführen eines Heizelements nicht zu oder sind besonders voluminös oder platzraubend und sind nicht für das Arbeiten in einem Mode, bei Verwendung von Röntgenstrahlen, geeignet oder ermöglichen nicht, dass die Probe in Oszillation versetzt wird.There are other cells that allow the analysis of powdered materials by X-ray dispensing under non-environmental conditions. However, certain of these do not incorporate means which allow the circulation of gases (whether or not containing hydrocarbons) or do not permit the insertion of a heating element or are particularly bulky or bulky and are not suitable for working in a fashion using X-rays. suitable or do not allow the sample is set in oscillation.

Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Analyse an Materialproben, die in einer Röntgenstrahlen ausgesetzten Kapillare enthalten sind, in Kombination umfassend:

• – Mittel zur Positionierung der Kapillare im Weg der einfallenden Röntgenstrahlen,
• – Mittel zur Zirkulation eines Fluids in dieser Kapillare,
• – Mittel zur Erwärmung dieses in der Kapillare enthaltenen Materials, wobei dieses Röntgenstrahlen ausgesetzt ist, und
• – Mittel, um die Kapillare in Oszillation um ihre Längsachse zu versetzen.

Thus, the present invention relates to an apparatus for analysis of material samples contained in capillary exposed to X-rays, comprising in combination:

• Means for positioning the capillary in the path of incident X-rays,
• Means for circulating a fluid in said capillary,
• - Means for heating this material contained in the capillary, which is exposed to X-rays, and
• - means for causing the capillary to oscillate about its longitudinal axis.

Die Oszillationsmittel können ein Motoruntersetzergetriebe und Endlagengeber aufweisen, die so ausgelegt sind, dass sie die Amplitude der Oszillationen der Kapillare regeln oder einstellen.The Oscillating can a motor reducer and Endlagengeber have designed so are that they regulate the amplitude of the oscillations of the capillary or adjust.

Die Heizmittel können umfassen: einen metallischen Zylinder, der Öffnungen bestimmter Abmessungen für den Durchgang der einfallenden Röntgenstrahlen und den Durchgang der gebeugten Röntgenstrahlen umfasst; hierbei ist eine Hülse aus isolierendem Material um diesen Zylinder herum angeordnet und umfasst Öffnungen entsprechend diesen Öffnungen des metallischen Zylinders.The Heating means can include: a metallic cylinder, the openings of certain dimensions for the Passage of incident X-rays and comprising the passage of the diffracted X-rays; in this connection is a sleeve of insulating material arranged around this cylinder and includes openings according to these openings of the metallic cylinder.

Die Zirkulationsmittel können „Vereinigungs"-Anschlüsse an den beiden Enden der Kapillare umfassen, wobei diese Anschlüsse auf einem Schlitten montiert sind, der an diesen Positionierungsmitteln fixiert ist, derart, dass das Absetzen der Kapillare vermittels der Demontage der Anschlüsse und der Verschiebung des Schlittens vor sich geht.The Circulation means may provide "union" connections to the include both ends of the capillary, these connections on a carriage mounted on these positioning means is fixed, such that the settling of the capillary means the disassembly of the connections and the displacement of the carriage is going on.

Die Mittel zur Positionierung können Mittel zur Axialverschiebung der Kapillare sowie einen goniometrischen Kopf umfassen.The Means for positioning can Means for axial displacement of the capillary and a goniometric Head include.

Die Mittel zur Zirkulation eines Fluids in dieser Kapillare können Leitungen umfassen, die mit diesen „Vereinigungs"-Anschlüssen verknüpft sind und einen Druck aushalten können, der wenigstens gleich 5 bar ist; außerdem sind sie ausreichend flexibel, derart, dass sie die Oszillation der Kapillare aufnehmen können.The Means for circulating a fluid in this capillary can be conduits which are associated with these "union" terminals and can withstand a pressure, which is at least equal to 5 bar; besides, they are sufficient flexible, such that they absorb the oscillation of the capillary can.

Der Zylinder kann auf seiner Außenfläche einen isolierten Widerstand für das Aufheizen, um 250°C zu erreichen, und wenigstens ein Steuerthermoelement für die Temperatur umfassen.Of the Cylinder can have a on its outer surface isolated resistor for heating up to 250 ° C and at least one temperature control thermocouple include.

Auch betrifft die Erfindung eine Anwendung der vorgenannten Vorrichtung auf die Charakterisierung hinsichtlich Druck und Temperatur von Katalysatorträgern oder Adsorbentien, wie sie in der Erdölindustrie Verwendung finden.Also The invention relates to an application of the aforementioned device on the characterization in terms of pressure and temperature of catalyst supports or adsorbents, such as those used in the petroleum industry.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung soll nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, ohne hierauf begrenzt zu sein. In den Zeichnungen zeigen:A for example embodiment The invention will now be described with reference to the accompanying drawings be explained in more detail, without being limited thereto. In the drawings show:

1 einen Teilschnitt durch eine Realisierung der Vorrichtung; 1 a partial section through an implementation of the device;

die 2A und 2B zeigen in der Perspektive das Heizelement, undthe 2A and 2 B show in perspective the heating element, and

die 3A, 3B und 3C zeigen die thermische Isolierung des Heizelements.the 3A . 3B and 3C show the thermal insulation of the heating element.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Probenträgerzelle, welche die Realisierung von Strukturanalysen durch Röntgenstrahldiffraktion unter Nicht-Umgebungsbedingungen erlaubt.The The present invention relates to a sample carrier cell, which is the realization of structural analyzes by X-ray diffraction allowed under non-environmental conditions.

Auch ermöglicht die Erfindung die Erfassung von Daten hinsichtlich Temperatur (zwischen der Umgebungstemperatur und 250°C), hinsichtlich Druck (niedriger als 5 bar) unter einem kontinuierlichen Strom aus gegebenenfalls kohlenwasserstoffhaltigen Gasen als Reinkörper oder im Gemisch. Die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglicht eine präzise Steuerung der Temperatur der Probe.Also allows the invention the acquisition of data in terms of temperature (between the ambient temperature and 250 ° C), in terms of pressure (lower than 5 bar) under a continuous stream from optionally hydrocarbon-containing gases as pure body or in a mixture. The device according to the invention allows a precise control the temperature of the sample.

Angepasst ist die Erfindung auf die Realisierung der Analyse durch Röntgenstrahldiffraktion gemäß einer Übertragungs- bzw. Transmissionsgeometrie. Ausgelegt ist sie, um die Analyse der Probe in Form von Pulver in variabler Menge (gemäß der Verfügbarkeit der Probe, ihrer Kristallinität, der Abmessung der strukturellen Kohärenzbereiche, der Absorption gegenüber Röntgenstrahlen) zu ermöglichen. Auch ermöglicht sie die Konditionierung der Probe in einer Kapillarröhre aus Glas (gegebenenfalls Spezialglas: Quarz, Borsilikat, ...) variabler Abmessungen (Durchmesser zwischen etwa 1 und 2 mm und Länge größer oder gleich etwa 4 cm). Sie umfasst eine Vorrichtung, um die Probe in Oszillation bzw. Schwingung um ihre Längsachse zu versetzen und ermöglicht es, die Statistik der Beleuchtung der verschiedenen kristallographischen Flächen des Materials zu verbessern. Auch ermöglicht sie eine genaue Positionierung der Probe im Raum und angepasst an die Diffraktionstechnik der Röntgenstrahlen. Sie ist ausgelegt, um die Aufzeichnung von Diffraktionsdaten von Röntgenstrahlen über einen großen Winkelbereich (Winkel 2θ) zu ermöglichen.The invention is adapted to the realization of the analysis by X-ray diffraction according to a transmission or transmission geometry. It is designed to allow variable analysis of the sample in terms of sample availability, crystallinity, structural coherence area dimensions, X-ray absorption. It also allows conditioning of the sample in a glass capillary tube (possibly special glass: quartz, borosilicate, ...) of variable dimensions (diameter between about 1 and 2 mm and length greater than or equal to about 4 cm). It includes means to oscillate the sample about its longitudinal axis and to improve the statistics of illumination of the various crystallographic surfaces of the material. It also allows accurate positioning of the sample in space and adapted to the X-ray diffraction technique. It is designed to record X-ray diffraction data over a large area Angle range (angle 2θ) to allow.

Zusammen setzt sich die Vorrichtung im Wesentlichen aus vier Hauptelementen:

• – einer „Träger mit goniometrischem Kopf" genannten Anordnung;
• – einem goniometrischen Kopf;
• – einer „Probenträger"-Anordnung; und
• – einem Heizelement (Ofen) und ihre Fixierungsvorrichtung auf dem Träger des goniometrischen Kopfes.

Together, the device consists essentially of four main elements:

• - a "goniometric head support"arrangement;
• - a goniometric head;
• - a "sample holder"arrangement; and
• A heating element (oven) and its fixing device on the support of the goniometric head.

Die Erfindung realisiert eine gewisse Anzahl von Funktionen, die nachstehend detailliert werden. Es ist zu erwähnen, dass sie sich durch eine große Kompaktheit (Abmessung und Platzbedarf sind reduziert), eine erhebliche Modularität (jedes Element der Erfindung kann unabhängig von den anderen eingesetzt werden) und eine erleichterte Wartung durch Verwendung zahlreicher kommerzieller Bauteile (Anschluss, Vereinigung, Schraube, ...) auszeichnet.The Invention realizes a certain number of functions, below be detailed. It's worth mentioning that they are going through one great compactness (Dimensions and space requirements are reduced), a considerable modularity (each Element of the invention can be independent used by the others) and easier maintenance by using a large number of commercial components (connection, Union, screw, ...).

Gemäß 1 ist der Träger für den goniometrischen Kopf eine mechanische Anordnung, deren Hauptfunktion darin zu sehen ist, das Bindeglied zwischen einem goniometrischen Kopf 1 einerseits und einer Drehscheibe für das Diffraktometer 2 andererseits herzustellen. Die beschriebene Ausführungsform der Erfindung zeigt einen Träger für einen goniometrischen Kopf, der auf der Lichtlinie BM02 von ESRF (Grenoble, Frankreich) verwendet werden kann. Die Fixierung auf der sich drehenden Schreibe des Diffraktometers 2 wird durch eine Glocke 3 sichergestellt. Die Anpassung der Vorrichtung an irgend ein anderes Diffraktometer als dem, auf dem die Linie BM02 vorhanden ist, kann durch Modifikation der Abmessungen und der Fixiermittel der Glocke 3 erfolgen.According to 1 For example, the carrier for the goniometric head is a mechanical arrangement whose principal function is to provide the link between a goniometric head 1 on the one hand and a turntable for the diffractometer 2 on the other hand. The described embodiment of the invention shows a carrier for a goniometric head which can be used on the BM02 light line from ESRF (Grenoble, France). Fixation on the rotating writing of the diffractometer 2 is through a bell 3 ensured. The adaptation of the device to any diffractometer other than that on which the line BM02 is present can be made by modifying the dimensions and fixing means of the bell 3 respectively.

Diese Anordnung integriert auch eine angetriebene Vorrichtung, welche es ermöglicht, die Kapillare 11, welche die zu analysierende Probe enthält, in Schwingung zu versetzen. Der Motor 4 und sein Untersetzergetriebe 5 werden in Position auf ihrer Drehachse durch zwei Kugellager 6, die zwischen dem Käfig 7 und einer Verbindungswelle 8 lagern, gehalten. Die Übertragung der Schwingungen auf den goniometrischen Kopf 1 wird durch eine Schraube 9 und ein Zwischenstück 10 sichergestellt. Die hier beschriebene Vorrichtung ermöglicht es, die Kapillare 11, welche die Probe enthält, über einen weiten Winkelbereich von 110° (zwischen –55 und +55°) oszillieren zu lassen. Das Vorhandensein auf der Vorrichtung von einstellbaren Endlagengebern ermöglicht es, die Amplitude der Schwingungen einzustellen.This arrangement also integrates a driven device which allows the capillary 11 which vibrates the sample to be analyzed. The motor 4 and his coaster gearbox 5 be in position on its axis of rotation by two ball bearings 6 between the cage 7 and a connection shaft 8th store, kept. The transmission of vibrations to the goniometric head 1 is by a screw 9 and an intermediate piece 10 ensured. The device described here allows the capillary 11 , which contains the sample to oscillate over a wide angular range of 110 ° (between -55 and + 55 °). The presence on the device of adjustable limit switches makes it possible to adjust the amplitude of the vibrations.

Die Trägervorrichtung für den goniometrischen Kopf ist auch mit einem System, das eine Translation von einer Amplitude in der Größenordnung von 1 cm der Probe gemäß ihrer Längsachse zulässt, ausgestattet. Diese Funktion wird durch eine Mutter 12, die sich im Inneren eines verschiebbaren Trägers 13 dreht, sichergestellt. Drei Kompressionsfedern 14, drei Stopperstangen 15 und ein Führungslager 16 komplementieren die Vorrichtung.The goniometric head support device is also provided with a system that permits translation of an amplitude of the order of 1 cm of the sample along its longitudinal axis. This feature is by a mother 12 located inside a sliding support 13 turns, sure. Three compression springs 14 , three stopper bars 15 and a guide camp 16 complement the device.

Die Trägeranordnung für den goniometrischen Kopf wird geschützt (Staub, Wärme, ...) durch eine Schutzhaube, beispielsweise aus Plexiglas.The carrier assembly for the goniometric head is protected (Dust, heat, ...) through a protective cover, for example made of Plexiglas.

Der verwendete goniometrische Kopf 1 ist hier ein handelsübliches Produkt der Firma Huber. Er ermöglicht es, die Position der in einem Kapillarrohr 11 enthaltenen Probe einzustellen, um diese im Röntgenstrahlbündel während der Analyse zu halten und zu ermöglichen, dass sie um sich selbst schwingt.The goniometric head used 1 Here is a commercial product of Huber. It allows the position of the in a capillary tube 11 to hold it in the X-ray beam during analysis and to allow it to vibrate around itself.

Die Verbindung der Probenträgeranordnung 20 mit dem goniometrischen Kopf 1 wird durch ein Zwischenstück 21 sichergestellt.The connection of the sample carrier assembly 20 with the goniometric head 1 is through an intermediate piece 21 ensured.

Die den Pulverträger enthaltende Kapillare 11 wird zwischen zwei der Vereinigung dienenden T-Stücke 22 gehalten, die selbst durch zwei Sättel oder Bügel 23 gehalten sind. Die Steifigkeit der Anordnung wird durch eine Platte 24 sichergestellt. Da die Bügel auf der Platte durch Schwalbenschwanznuten gehalten werden, ermöglicht es die Vorrichtung auch leicht (durch Translation eines Bügels auf der Platte 24), das Kapillarrohr der Probenträgeranordnung einzuführen und zu entfernen.The capillary containing the powder carrier 11 is between two tees serving the union 22 held up by two saddles or straps 23 are held. The rigidity of the arrangement is determined by a plate 24 ensured. Since the stirrups are held on the plate by dovetail grooves, the device also makes it easy (by translating a stirrup on the plate 24 ) to insert and remove the capillary tube of the sample carrier assembly.

Die T-Stückvereinigungen 22 sowie die Rohre 25 ermöglichen die Zu- und Abfuhr der während der Versuchsaufzeichnungen verwendeten Gase (oder eine evtl. Vorbehandlung). Die Rohre 25 verfügen über einen Innendurchmesser von 1/16'' (1,5875 mm). Der Stopfen 26 sorgt für die Dichtheit des Gaskreises. Die Dichtheit zwischen zwei Bügeln und dem den Probenträger enthaltenden Kapillarrohr wird durch zwei Einrichtungen aus Graphit (in 1 nicht dargestellt) sichergestellt.The tee unions 22 as well as the pipes 25 allow the supply and removal of the gases used during the test recordings (or a possible pre-treatment). The pipes 25 have an inside diameter of 1/16 "(1.5875 mm). The stopper 26 ensures the tightness of the gas circuit. The tightness between two straps and the capillary tube containing the sample support is provided by two graphite devices (in 1 not shown) ensured.

Die Gesamtheit aus Leitung und Anschlüssen, wo ein Gas dazu gebracht wird, zu zirkulieren, kann beständig gegen einen Druck kleiner oder gleich 5 bar sein.The Whole of pipe and connections, where a gas brought to it is to circulate, can be stable against a pressure less than or equal to 5 bar.

Das Heizelement der Vorrichtung nach der Erfindung ist ein miniaturisierter Ofen 40. Gemäß den 2A und 2B setzt er sich aus einem zylindrischen Element aus Nickel 41, das von einem Isoliergefäß 28 (3) aus Polybenzimidazol (PBI) umschlossen ist, zusammen. Die Zufuhr von Wärme wird durch ein verkapseltes Heizelement 42 aus Inconel 600 von 0,5 mm Durchmesser, das auf die Außenfläche des Zylinders 41 gewickelt ist, sichergestellt. Ein nicht dargestelltes Thermoelement, das auf der Außenfläche des Zylinders positioniert ist, ermöglicht die Messung und Steuerung der Temperatur.The heating element of the device according to the invention is a miniaturized oven 40 , According to the 2A and 2 B it is made of a cylindrical element of nickel 41 That of an insulated vessel 28 ( 3 ) is encapsulated in polybenzimidazole (PBI). The supply of heat is through an encapsulated heating element 42 made of Inconel 600 of 0.5 mm diameter, which is on the outer surface of the cylinder 41 is wound, guaranteed. An unillustrated thermocouple positioned on the outer surface of the cylinder allows the measurement and control of the temperature.

Vor dem Zylinder 41 ist ein Ausschnitt 43 gemäß der Längsachse des Ofens ausgespart, und zwar in Höhe der die Probe enthaltenden Kapillare, was das Einführen und Herausziehen der Kapillare ermöglicht und hierbei Platz für das Heizelement belässt.In front of the cylinder 41 is a section 43 according to the longitudinal axis of the furnace, at the level of the capillary containing the sample, which allows the insertion and extraction of the capillary, leaving room for the heating element.

Hinter dem Heizelement 40 ermöglicht ein Fenster 44 von etwa 10 mm Breite den Durchgang der durch die in der Kapillare enthaltene Probe gebeugten Röntgenstrahlen in einem Winkelbereich von etwa 131° 2θ Amplitude (zwischen –11 und + 120° 2θ). Dieses Fenster entspricht einem anderen Fenster in der isolierenden Charge (3).Behind the heating element 40 allows a window 44 of about 10 mm width, the passage of the X-rays diffracted by the sample contained in the capillary in an angular range of about 131 ° 2θ amplitude (between -11 and + 120 ° 2θ). This window corresponds to another window in the insulating batch ( 3 ).

Die 3A, 3B und 3D beschreiben genauer die thermische Isolierung der Schale 28, die das Heizelement 40 der Kapillare 11 umgibt und hierbei das Aussetzen gegen die Röntgenstrahlen und damit den Durchgang der gebeugten Strahlen zu den Detektoren oder Gebern ermöglicht.The 3A . 3B and 3D more specifically describe the thermal insulation of the shell 28 that the heating element 40 the capillary 11 surrounds and thereby allows exposure to the X-rays and thus the passage of the diffracted beams to the detectors or encoders.

3A zeigt eine Darstellung auf Seiten des Aussendens der Röntgenstrahlen, der thermisch isolierenden Schale 28, die aus zwei Halbschalen 29 und 30 gebildet ist, die es ermöglichen, sie an ihren Ort um das Heizelement 40 zu bringen. Ein Fenster 31 in Form eines Langloches von etwa 10 mm Breite ermöglicht den Durchgang der auftreffenden Röntgenstrahlen. 3A shows a representation on the side of the emission of X-rays, the thermally insulating shell 28 made of two half-shells 29 and 30 is formed, which allow it in their place around the heating element 40 bring to. A window 31 in the form of a long hole of about 10 mm width allows the passage of the incident X-rays.

3B zeigt im Schnitt die Schale in Höhe der Durchlassfenster für die einfallenden Strahlen und die gebeugten Strahlen. Die beiden Halbschalen 29 und 30 werden durch ein Scharnier 33 gehalten und gelenkig gelagert. Dieser Schnitt zeigt klar die Abmessungen des Fensters 33 zwischen –11 und +120° um die Kapillarachse. Das Bezugszeichen 34 bezeichnet die Zylinderinnenfläche der Schalen, diese Fläche entspricht dem heizenden metallischen Zylinder. 3B shows in section the shell at the level of the passage window for the incident rays and the diffracted rays. The two half shells 29 and 30 be through a hinge 33 kept and articulated. This section clearly shows the dimensions of the window 33 between -11 and + 120 ° around the capillary axis. The reference number 34 denotes the cylinder inner surface of the shells, this surface corresponds to the heating metallic cylinder.

3C zeigt genauer die Rückseite der isolierenden Schale und das Scharnier 33. 3C more specifically shows the back of the insulating shell and the hinge 33 ,

Die Fenster des isolierenden Gefäßes 28 sind mit einer selbst klebenden Folie aus Kapton von 8 μm abgedeckt, welche die thermische Isolierung des Ofens ermöglicht und dabei das parasitäre Signal begrenzt, das mit der Diffusion der Röntgenstrahlen durch dieses leichte und amorphe Material verknüpft ist.The windows of the insulating vessel 28 are covered with a self-adhesive Kapton film of 8 microns, which allows the thermal insulation of the furnace while limiting the parasitic signal associated with the diffusion of X-rays through this light and amorphous material.

Das Langloch 31 sowie das rückwärtige Fenster 32 sind alle beide mit der gleichen selbst klebenden Folie aus Kapton (8 μm) überdeckt.The slot 31 as well as the rear window 32 Both are covered with the same self-adhesive Kapton film (8 μm).

In 1 ist die Gesamtheit der heizenden Anordnung, am Gestell 2 am Träger 35 fixiert, zu sehen. Der das Einstellen in der Horizontalebene ermöglichende Träger 35 ermöglicht dies auch in der Vertikalebene bezüglich der Position des heizenden Elementes bezogen auf die Kapillare.In 1 is the entirety of the heating arrangement, on the rack 2 on the carrier 35 fixed, see. The carrier enabling adjustment in the horizontal plane 35 allows this also in the vertical plane with respect to the position of the heating element relative to the capillary.

Claims (8)

Vorrichtung zur Analyse an Materialproben, die in einer Röntgenstrahlen ausgesetzten Kapillare (11) enthalten sind, in Kombination umfassend: – Mittel (1) zur Positionierung der Kapillare im Weg der eintreffenden Röntgenstrahlen, – Mittel (22; 25) zur Zirkulation eines Fluids in dieser Kapillare, – Heizmittel (40) für dieses in der Kapillaren enthaltende Material, das den Röntgenstrahlen ausgesetzt ist, und – Mittel (1), um die Kapillare um ihre Längsachse zum Schwingen zu bringen.Apparatus for analyzing material samples in capillary exposed to X-rays ( 11 ), in combination comprising: - means ( 1 ) for the positioning of the capillary in the path of the incoming X-rays, - means ( 22 ; 25 ) for the circulation of a fluid in this capillary, - heating means ( 40 ) for this capillary-containing material exposed to X-rays, and - means ( 1 ) to vibrate the capillary about its longitudinal axis. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der diese Oszillationsmittel ein Motoruntersetzergetriebe (4) sowie Endlagengeber umfassen, die so ausgelegt sind, dass sie die Amplitude der Schwingungen der Kapillare einstellen.Apparatus according to claim 1, wherein said oscillating means is a motor reducer ( 4 ) and end position sensors designed to adjust the amplitude of the oscillations of the capillary. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die Heizmittel umfassen: einen metallischen Zylinder, welcher Öffnungen bestimmter Abmessungen für den Durchgang eintreffender Röntgenstrahlen und den Durchlass der gebeugten Röntgenstrahlen umfasst, wobei eine Hülse aus isolierendem Material um diesen Zylinder herum angeordnet ist und Öffnungen entsprechend diesen Öffnungen des metallischen Zylinders umfasst.Device according to one of claims 1 or 2, wherein the heating means comprise: a metallic cylinder, which openings of certain dimensions for the Passage of incoming X-rays and the passage of the diffracted X-rays, wherein a sleeve made of insulating material around this cylinder and openings according to these openings of the includes metallic cylinder. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der diese Zirkulationsmittel Vereinigungsanschlüsse an den beiden Enden der Kapillare umfassen, und diese Anschlüsse auf einem Schlitten fixiert an diesen Positionierungsmitteln derart montiert sind, dass das Abstellen der Kapillare über die Demontage der Anschlüsse und der Verschiebung des Schlittens vor sich geht.Device according to one of the preceding claims, in this circulation means unification connections at the two ends of the Capillaries include, and fixed these connections on a carriage are mounted on these positioning means such that the Turn off the capillary over disassembly of the connections and the displacement of the carriage is going on. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Positionierungsmittel Mittel zur Axialverschiebung der Kapillaren und einen goniometrischen Kopf umfassen.Device according to one of the preceding claims, in the positioning means means for axial displacement of the capillaries and a goniometric head. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Zirkulationsmittel für ein Fluid in dieser Kapillare Leitungen umfassen, die mit den Vereinigungsanschlüssen verknüpft sind und die einen Druck von wenigstens gleich 5 bar aushalten können und ausreichend flexibel sind, derart, dass sie die Oszillation der Kapillare aufnehmen können.Apparatus according to claim 4, wherein the circulation means for a Fluid in this capillary include conduits that are linked to the union ports and which can withstand a pressure of at least equal to 5 bar and are sufficiently flexible, such that they the oscillation of the Capillary can absorb. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der dieser Zylinder auf seiner Außenfläche einen isolierten Widerstand für das Aufheizen umfasst, wobei die Temperatur 250°C erreichen kann und wenigstens ein Thermoelement zur Steuerung der Temperatur vorgesehen ist.Apparatus according to claim 3, wherein said cylinder comprises on its outer surface an insulated resistor for heating, the Tem temperature can reach 250 ° C and at least one thermocouple to control the temperature is provided. Anwendung der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf die Charakterisierung hinsichtlich Druck und Temperatur von Katalysatorträgern oder Adsorbentien, wie sie in der Erdölindustrie Verwendung finden.Application of the device according to one of the preceding claims on the characterization in terms of pressure and temperature of catalyst supports or adsorbents, such as those used in the petroleum industry.