[發明專利]X射線裝置

有效

• 申請號: 201410833194.3
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104777179B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: D·貝克爾斯;S·普魯戈維奇
• 申請（專利權）人: 馬爾文帕納科公司
• 主分類號: G01N23/207
• 分類號: G01N23/207
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 吳信剛

本發明涉及X射線裝置。一種X射線衍射裝置包括平坦分級多層結構(8)，該平坦分級多層結構(8)可用在用于樣本(6)的SAXS配置中。該裝置可以通過準直器(16)調整以適用于Bragg?Brentano測量，而不需要多個替換的束路徑或復雜的結構。

技術領域

本發明涉及X射線衍射裝置以及用于X射線衍射測量的方法。

背景技術

X射線衍射裝置用于各種場合和應用中。

一種應用是用于測量粉末樣本。

特別地，小角度X射線散射(SAXS)可用于測量與一長度范圍的樣本的特征相對應的小角度X射線散射，該長度范圍例如可以在1nm到100nm之間。在SAXS中采用的小角度(2θ)通常小于5°。角度越小，長度范圍越大，并且因此多孔材料中的粒子尺寸或者孔尺寸可以越大。

通常，X射線束被向下準直成為指向粉末樣本的很細的束(線)或很小的斑點(spot)。通過樣本以小角度散射的X射線由X射線檢測器檢測到。

對于一些SAXS方法，采用準單色輻射進行工作很重要，因為它可以提高數據的歸一化可能性(為了精度更高的數據)。當從樣本信號中減去來自樣本固定器的背景時，可以執行歸一化。通過測量樣本固定器中的樣本進行第一測量，以及通過單獨測量樣本固定器進行第二測量。這些結果被調整比例并被歸一化，并且從第一測量結果中減去第二測量結果以得到樣本對結果的凈貢獻。

對于準確的SAXS測量重要的是，準直器不產生可能影響SAXS結果的額外干擾散射輻射。

以前使用的一種方法是使用高度拋光的準直塊，其阻擋來自X射線管的大部分強度，并且僅僅留下非常細的束路徑以擊中樣本。需要高質量的準直塊來防止額外的散射。

更新一點的SAXS的設置使用1維或2維的多層預準直器以在最后的準直器前產生一些預準直，該一些預準直例如包括縫隙或小孔。不同類型的準直器(1維或2維)確保了可以進行下至小角度(2θ)的測量，并且可能影響SAXS結果的干擾散射輻射被去除。

1維或2維多層預準直器進行的預準直有兩個效果。首先，預準直使X射線束為單色。更重要的是，通過在來自X射線管的光束到達準直器之前對其進行收集和重定向，預準直通常起到增加X射線束強度的作用。預準直器通常使用拋物線或橢圓形反射鏡進行一維或二維準直。

執行SAXS測量的裝置可以從市場買到。

X射線衍射裝置的購買者不愿必須購買多個設備來執行不同的測量，也不愿進行大量工作以針對不同測量技術重新配置裝置。因此，提供一種能夠以最少的重新配置執行這種附加類型測量的裝置并且特別地使用與可用于SAXS的裝置相同的裝置是有利的。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供X射線衍射裝置，包括

具有焦點的X射線源；

樣本臺；

焦點與樣本臺之間的平坦分級多層結構，用于將X射線從焦點導向樣本臺；以及

X射線檢測器，用于檢測來自安裝到樣本臺上的樣本的X射線；

進一步包括位于X射線源與樣本臺之間的準直器，其中準直器可調節為用于Bragg-Brentano(布拉格-布倫塔諾)測量的寬有效孔徑或用于SAXS的窄有效孔徑。

發明人認識到，通過用平坦分級多層結構替換一些已有SAXS裝置中的橢圓或拋物線反射鏡，那么該裝置可以額外地用于Bragg-Brentano測量。

平坦分級多層結構具有多個層和平坦的表面。這種平坦分級多層結構的功能是作為發散光學器件的單色器。進入的發散X射線束(例如來自X射線源)入射到平坦分級多層結構，并且以如下的方式反射單色光：被反射的單色光與進入的束具有相同的散度。