[實用新型]纖維材料專用X射線衍射、散射分析裝置

有效

• 申請號: 201220257266.0
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN202599873U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 高忠民;高宇;高錢;李向山
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N23/20
• 分類號: G01N23/20
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王恩遠

技術領域

本實用新型屬于分析測試的技術領域，公開一種專用于纖維材料的X射線衍射、散射分析的裝置。

背景技術

炭纖維、凱夫拉纖維、高強聚乙烯纖維及聚酰亞胺纖維等先進纖維材料由于具有超高強度，極好的化學穩定性和其它特殊性能，近年來已成為航空航天、高級車船、軍工產品、橋梁建筑及體育器材等的首選材料。

纖維材料的優良性能來源于它們的優秀微觀結構。因此對它們微結構的全面精確表征已成為提高纖維性能、開發新型纖維材料的重要條件。當前國外尤其是國內尚沒有專門針對纖維材料特點(如非完整有序性和高度軸取向性)的X射線衍射、散射分析裝置。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是，設計專門針對纖維材料特點的X射線衍射、散射分析裝置，在不對X射線衍射儀進行任何改動的情況下，方便的安裝到各種型號通用衍射儀的測角儀上，并正常的進行纖維微結構分析表征工作。

本實用新型所指纖維材料專用X射線衍射、散射分析裝置(可簡稱為試樣臺)，為纖維試樣專用X射線衍射多功能試樣臺。這一試樣臺可以用于對纖維材料廣角衍射(反射和透射)分析，也可進行小角散射分析。具體技術方案如下。

一種纖維材料專用X射線衍射、散射分析裝置，是安裝在衍射儀的測角儀上的纖維材料專用試樣臺，其特征在于，結構有：與測角儀θ軸底座同軸線安裝的帶有轉角θ指示刻度的圓環套7；反射透射轉換圓環6在圓環套7內同軸線安裝且能夠旋轉；試樣架插槽板3是開有圓孔的方型平板，垂直反射透射轉換圓環6的底面固定裝在反射透射轉換圓環6底面上，試樣架插槽板3的一條邊與反射透射轉換圓環6底面直徑重合；試樣架2為工字形狀的板，工字的兩個端頭為圓弧形，圓弧半徑與試樣架插槽板3的圓孔半徑相同，以便試樣架2裝到試樣架插槽板3內時繞試樣架中心進行360°轉動，工字的中間開有方型透孔，以便纏繞其上的纖維試樣1測試時能夠透射X射線原光束；前卡板4和后卡板5都是開有圓孔的方板，圓孔的直徑小于試樣架插槽板3的圓孔直徑大于試樣架2工字形的腰長，前卡板4和后卡板5扣合在試樣架插槽板3的兩面時，前卡板4、后卡板5與試樣架插槽板3的中心重合，并能防止試樣架插槽板3內的試樣架2平動；前卡板4或/和后卡板5圓孔周邊有轉角φ的指示刻度。

反射透射轉換圓環6通過圓環套7插裝到測角儀θ軸上時，能實現試樣架2平面平行于X射線原光束或垂直于X射線原光束兩種定位，以實現反射或透射兩種衍射方式的轉換。

所述的前卡板4或/和后卡板5圓孔周邊有轉角φ的指示刻度，轉角φ最小刻度在2°～10°間選擇。

本實用新型的試樣臺可應用于X射線光路為反射的衍射方式，還可以在透射衍射和反射衍射方式之間方便地進行轉換。由于纖維微結構特點，纖維材料多數情況下進行透射衍射分析，因此配用的衍射儀應配備平行光單色器，或者當未配有平行光單色器時，亦應根據對2θ角分析精度的要求將光源發散度控制在0.05°～0.5°范圍內。

本實用新型的試樣臺可以方便的獲取纖維材料廣角X射線赤道衍射及子午衍射強度圖譜，小角赤道散射及子午散射強度圖譜。獲取相同晶格面(2θ角相同)衍射線強度隨φ角分布曲線，不同晶面衍射強度隨φ角變化的二維衍射圖譜等。這一試樣臺勿須對X射線廣角衍射儀進行構造改動，即可方便的安裝到衍射儀測角儀上正常進行測試工作。對于可以插裝通用試樣架的小角散射儀與本試樣臺配合使用同樣也十分方便。

附圖說明

圖1：本實用新型的纖維材料專用X射線衍射、散射分析裝置的構造示意圖。

圖2：本實用新型的纖維材料專用X射線衍射、散射分析裝置的安裝示意圖。

圖3：實施例2的聚丙烯晴纖維X射線小角赤道散射及子午散射強度圖譜。

圖4：實施例3的濕紡PAN原絲不同晶面衍射強度隨φ角變化分布圖。

圖5：實施例4的干噴濕紡PAN原絲2θ～φ二維衍射強度分布圖。

具體實施方式

在下列實施例2、3、4中，與本實用新型纖維材料專用X射線衍射、散射分析裝置(試樣臺)配套使用的為日本理學D/max?2550pc?X射線廣角衍射儀及其小角散射附件。該儀器配備X射線Cu輻射光源及平行光單色器，X光原射線發散角控制在0.04°以內。

實施檢測的纖維均平行纏繞在本實用新型所述的帶透孔的試樣架2上，以便于進行透射衍射分析。

實施例1：

本實用新型的結構可以參見圖1和圖2。圖1和圖2中，1為纖維試樣、2為試樣架、3為試樣架插槽板、4為前卡板、5為后卡板、6為反射透射轉換圓環、7為圓環套。