X射线晶体学，如同质谱和核谱一样，是一种极其有用的材料表征技术，但遗憾的是，业余爱好者很难操作。然而，其物理操作并不太复杂，正如[Farben-X]所展示的那样，如果你愿意应对高压、古老的X射线管和软X射线，完全可以建造一台X射线衍射仪。
[Farben-X] 的衍射仪基于一台老式苏联 BSV-29 结构分析 X 射线管，该管通过四个铍窗发射 X 射线。两个 ZVS 驱动器为射线管供电：一个用于驱动电子枪的灯丝，另一个用于馈电给反激式变压器和 Cockroft-Walton 电压倍增器，后者在射线管两端产生电势。成像系统中最重要的部分是 X 射线准直器，[Farben-X] 用一个铅盘制成，并在其中安装一根铜管。3D 打印机喷嘴拧入射线管的两端，为 X 射线创建一条非常狭窄的路径，从而形成细而基本准直的光束。
为了从晶体中获得良好的衍射图，晶体必须是单晶；而为了让X射线真正穿过晶体，晶体必须非常薄。为此，[Farben-X] 选择了一块氯化钠晶体、一块薄荷醇晶体和一块薄云母片。为了生长大的盐晶体，他采用了溶剂蒸汽扩散法，即将合适的溶剂蒸汽缓慢溶解在盐溶液中，从而降低盐的溶解度，最终形成非常缓慢、细小的晶体。之后，他将生成的晶体的一部分重新溶解，使其变得更薄。
氯化钠晶体产生的衍射图案。
在实际实验中，[Farben-X] 将 X 射线束穿过晶体，然后在 X 射线敏感胶片上记录形成的衍射图案。这在中心光束周围形成了一个点状图案，表示衍射光束。由此逆向计算晶体结构的数学原理相当复杂，[Farben-X] 尚未实现，但应该是可行的。
我们建议任何考虑复制此实验的人务必谨慎——一些X射线在相机传感器中引发闪光的片段让我们特别担心——但我们不得不佩服那些能用如此简陋的设备取得如此令人印象深刻成果的黑客。如果你想进一步了解，我们之前已经介绍过X射线晶体学的基础知识。我们也见过一些X射线机。
原文： https://hackaday.com/2025/07/07/building-an-x-ray-crystallography-machine/