X光透镜在X射线衍射技术中的应用

用整体平行束X光透镜代替常规衍射仪的索拉狭缝和/或附加狭缝,入射和衍射X光强度可提高1.5―3.5倍,分辨率可达0.4°,可用于薄膜、粉末样品和离子束沉积样品的分析。将微会聚X光透镜应用于生物大分子衍射、高压X射线衍射、四圆X射线衍射3个不同的衍射领域,在相同X光源功率条件下,使用X光透镜后的衍射强度提高到原来的3―10倍,信噪比和分辨率有不同程度的改善。     

用于衍射的整体平行束X光透镜

X光透镜是90年代国际上发展起来的新技术。整体平行束X光透镜能把点X光源发出的发散X光束聚焦后转变成准平行X光束。我们使用整体平行束X光透镜和准直管在Si(111)晶体上进行了Cu-Kα辐射的衍射实验。实验结果表明:在X光源同一功率条件下,使用整体平行束X光透镜和准直管比单独使用准直管测量的衍射峰强度提高了近3倍,显示了整体平行束X光透镜用于点光源X射线衍射的优越性。     

X光透镜应用于蛋白大分子晶体衍射

采用Ｘ光透镜替代单色仪双聚焦镜应用于生物蛋白大分子晶体衍射分析,照射晶体样品的光强提高１－２个量级,衍射强度的提高远大于５倍,大大缩短了测试时间,分辨能力改善０．０２－０．０６ｎｍ,信噪比也有改善。     

微区X射线衍射在矿物鉴定中的应用实例

介绍了微区X射线衍射仪发展的现状,给出了微区X射线衍射仪鉴定物相的研究实例,并讨论了微区X射线衍射法的优、缺点。通过配置有封闭3kWX射线光管、单毛细管透镜、Pixcel探测器和普通CCD视频的Panalytical X’Pert PRO MPDX射线衍射仪,对光片上的铍矿物进行了微区X射线衍射鉴定,结果确定该铍矿物为羟硅铍石。微区X射线衍射法具有微区、微量、原位和无损等优点,能够进行直径在100～300μm范围内的两种或两种以上矿物集合体的物相鉴定。与电子探针等微区手段相互结合、互相补充,鉴定结果更加可靠。     

利用背散射方法测量整体X光透镜的性能

为了避免探测系统的死时间问题,采用有机玻璃刀口作为散射体来降低探测系统死时间.通过分析来自有机玻璃散射体的背散射谱,测量了不同能量X射线在透镜会聚光束中的空间分布,为分析"光晕(halo)"现象提供了能谱依据,在此基础上,系统地分析了"halo"现象.在大能量范围内,分别利用轴向扫描法和刀口扫描法测量了透镜出口焦距、发散度及焦斑大小与能量的关系.利用背散射方法测量透镜焦斑直径时的相对误差在3%以内;利用轴向扫描法确定透镜出口焦距时的绝对误差在-120-120μm之间.     

X射线衍射法研究铀在水气中的腐蚀

采用X射线衍射（XRD）原位研究了金属铀在潮湿氧气和潮湿氦气中不同温度下的腐蚀过程,对材料表面结构、化学组成以及腐蚀动力学进行了分析。结果表明,有氧条件下金属铀表面氧化层较致密,腐蚀速度慢;无氧条件下金属铀表面腐蚀产物疏松,腐蚀速度很快,且100 ℃下试样表面有片状产物剥落。动力学结果显示,潮湿环境中氧气的缺乏会引起金属铀腐蚀速度的加快。     

毛细管X光透镜聚焦的微束X射线荧光谱仪的研发及应用

针对不同样品的分析需求,本文设计了几种不同类型的微束X射线荧光谱仪。用高精度激光位移传感器实时校正样品表面被测量点与毛细管透镜出端之间的距离,以减少形状不规则的古陶瓷样品测量时带来的误差;利用毛细管X光透镜传输能量高于25 keV的X射线效率低的特点,将其应用于高铅釉瓷器彩料的无损分析中;采用大功率X射线源,扫描分析了大米中K、Ca等元素分布;以人民币5角硬币为例,研究了能量色散的微束X射线衍射方法。研究结果表明,本文研发的微束X射线荧光谱仪在生物样品和文物样品的分析研究中有广泛的应用前景。     

同步辐射X射线掠入射衍射实验技术及应用

利用北京同步辐射装置漫散射实验站的五圆衍射仪,建立了掠入射X射线衍射实验方法。对Si表面生长的Ge/Si量子点及其在Si表层产生的应变进行了成功测量,表明此方法可以有效地提取表面层的微弱信号。实验结果表明,Ge/Si量子点的形成除了在Si衬底表层形成了晶格具有横向膨胀应变的区域之外,还在Si衬底中形成了具有横向压缩应变的区域。     

X射线衍射定向仪自动测控系统

介绍了X射线衍射定向仪的工作原理,并对X射线衍射定向仪的自动测控 系统的设计进行了描述。目前该测控系统测量人造单晶晶体面角时,测量精度能达到20″,接近国际领先水平。     

封闭式石墨晶体预衍射X射线荧光装置在钚纯化过程中的应用

在Pu纯化过程研究中,需严格控制Pu的回收率,尾液中Pu的浓度控制在几μg／mL水平。为测定尾液中的Pu浓度,研究建立了一套封闭式石墨晶体预衍射XRF装置。     

关于X射线在晶体中衍射的理论研究

对X射线衍射强度公式进行了修正,使其理论计算的结果得到了明显的改善。对简单立方晶体银和铁的衍射相对强度进行计算,并与标准PDF卡片相比较发现:对银和铁而言,未修正公式计算的结果:Ag的偏差范围为84%～165%,Fe的偏差范围为66%～90%。修正后的公式计算的结果则与实验数据符合得比较好,Ag的偏差范围为24%～42%,Fe的误差范围为2%～5%。     

折射型X射线组合透镜研制进展

折射型X射线聚焦组合透镜(XCRLs)是一种利用折射效应对X射线聚焦成像的新型光学元件.本文从制作材料和结构设计两方面,系统介绍了目前X射线折射聚焦组合透镜在国内外的发展状况及其主要的应用领域.     

软X射线聚束透镜特性研究

研制了软X射线聚束透镜,它由1387根内直径为0.45 mm、外直径为0.60 mm的X光导管组成,分21层排布,收光角达到28.9°。该透镜同高温等离子体辐射源组合可以获得除去等离子体溅射的高强度宽能带软X射线束。同激光等离子体软X射线源组合,在透镜后焦点处获得的功率密度达到1.3×10~5W/cm~2,传输效率为18.6%,能量密度增益达到1000。将"强光一号"加速器近似为点光源软X射线源,使用透镜与之耦合,在焦斑处获得的功率密度可以达到0.5 TW/cm~2。     

镀层厚度的X射线衍射法测量

用基体X射线衍射法测量了化学镀Ni-P合金的镀层厚度,并进行了误差分析.结果表明,基体X射线衍射法是一种精确度较高的镀层厚度无损测量法,在其适用的范围之内,能客观准确地测量出镀层厚度,误差小于金相法测量误差;基体X射线衍射法的测量结果,几乎不受基体表面镀层结晶状态的影响,可以用来测量晶态或非晶态镀层厚度.     

X射线衍射角度的单片机测量系统

为精确测量Ｘ射线衍射角度，并使测量过程逐步智能化，开发了以８０３１为基础的单片机光编码角度测量系统，用以代替原有的机械角度测量系统，测角精度为１０，无往复调整误差。     

电气石的原位高压X射线衍射研究

使用金刚石对顶砧(DAC)高压装置和同步辐射光源,对黑色电气石进行了原位高压X射线衍射研究,实验最高压力达到27.8 GPa.在研究的压力范围内,随着压力的升高,晶胞体积逐步被压缩,晶胞参数a的压缩率小于c.未观察到电气石的结构相变.利用Murnaghan状态方程(K′=4)对电气石的体积-压力数据进行拟合,获得的等热体积模量K298为(183.5±4.2)GPa.