[發(fā)明專(zhuān)利]一種高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911393309.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110987990B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王經(jīng)濤;章震威
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N23/20008
• 分類(lèi)號(hào): G01N23/20008;G01N23/207
• 代理公司: 南京禹為知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 吳肖敏

本發(fā)明公開(kāi)了一種高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)射準(zhǔn)直模塊、單色分離模塊和衍射成像模塊，其中，發(fā)射準(zhǔn)直模塊，包括閃光X光機(jī)和準(zhǔn)直單元，閃光X光機(jī)發(fā)射X射線(xiàn)，準(zhǔn)直單元與閃光X光機(jī)相連，且位于X射線(xiàn)出射端沿線(xiàn)上；單色分離模塊，設(shè)置在X射線(xiàn)的沿線(xiàn)上，其包括單色單元和出射單元，單色單元與出射單元相連，且出射單元位于單色單元的出射端一側(cè)；衍射成像模塊，位于單色分離模塊出射方向的沿線(xiàn)上，其包括成像板和旋轉(zhuǎn)座，旋轉(zhuǎn)座設(shè)置在成像板的底端；本方法解決了閃光X射線(xiàn)單色分離難的問(wèn)題，同時(shí)確定的精確衍射角可以提高衍射圖像的信噪比，大大降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的X射線(xiàn)單色分離技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

X射線(xiàn)和透射電鏡均能研究晶體內(nèi)部的缺陷。透射電子顯微鏡雖然有極高的分辨率，但是樣品的制備過(guò)程復(fù)雜，需破壞樣品，且一次只能觀(guān)察到試樣中很小的部位。即使能做原位拉伸實(shí)驗(yàn)，試樣厚度也需要減薄至微米級(jí)別。但是X射線(xiàn)法進(jìn)行原位塑性變形的研究可以不需要破壞晶體，能對(duì)樣品進(jìn)行整體觀(guān)察，并且制樣容易，可以確定位錯(cuò)的類(lèi)型并估算出位錯(cuò)密度。

研究原位拉伸或壓縮的X射線(xiàn)衍射實(shí)驗(yàn)大多需要在同步輻射裝置上進(jìn)行。由于同步輻射光源體積龐大，系統(tǒng)整體技術(shù)復(fù)雜度高，成本十分昂貴，并且擁有同步輻射光源的地方很少，因此實(shí)驗(yàn)有許多局限性。從而限制了相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，因此，提出一種高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像方法及系統(tǒng)，使得X射線(xiàn)衍射實(shí)驗(yàn)小型化和簡(jiǎn)潔化。

發(fā)明內(nèi)容

本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)摘要和發(fā)明名稱(chēng)中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部分、說(shuō)明書(shū)摘要和發(fā)明名稱(chēng)的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

鑒于上述現(xiàn)有閃光X射線(xiàn)單色不徹底及強(qiáng)度不高的問(wèn)題，提出了本發(fā)明。

因此，本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像方法及系統(tǒng)，其目的在于產(chǎn)生能夠進(jìn)行晶體原位位錯(cuò)演變分析的波長(zhǎng)短、強(qiáng)度高、單色性好的閃光X射線(xiàn)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)射準(zhǔn)直模塊、單色分離模塊和衍射成像模塊，其中，發(fā)射準(zhǔn)直模塊，包括閃光X光機(jī)和準(zhǔn)直單元，所述閃光X光機(jī)發(fā)射X射線(xiàn)，所述準(zhǔn)直單元與所述閃光X光機(jī)相連，且位于所述X射線(xiàn)出射端沿線(xiàn)上；單色分離模塊，設(shè)置在所述X射線(xiàn)的沿線(xiàn)上，其包括單色單元和出射單元，所述單色單元與出射單元相連，且所述出射單元位于所述單色單元的出射端一側(cè)；衍射成像模塊，位于所述單色分離模塊出射方向的沿線(xiàn)上，其包括成像板和旋轉(zhuǎn)座，所述旋轉(zhuǎn)座設(shè)置在所述成像板的底端。

作為本發(fā)明所述高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像方法及系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述閃光X光機(jī)，包括高壓脈沖發(fā)生器和閃光X射線(xiàn)管，所述閃光X射線(xiàn)管發(fā)射的X射線(xiàn)包括Kα射線(xiàn)、Kα射線(xiàn)和Kβ射線(xiàn)。

作為本發(fā)明所述高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像方法及系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述準(zhǔn)直單元包括鉛準(zhǔn)直器、黃銅管準(zhǔn)直器和玻璃毛細(xì)管，所述黃銅管準(zhǔn)直器連接在所述鉛準(zhǔn)直器的出口端，所述玻璃毛細(xì)管設(shè)置在所述鉛準(zhǔn)直器的內(nèi)腔中，與其入口端與出口端相連通。

作為本發(fā)明所述高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像方法及系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述單色單元包括黃銅筒體、單晶體和角位臺(tái)，所述單晶體位于所述黃銅筒體的內(nèi)腔中，且放置在所述角位臺(tái)的頂部，所述角位臺(tái)的底部貫穿所述黃銅筒體的側(cè)壁延伸在其外側(cè)。

作為本發(fā)明所述高能單色閃光X射線(xiàn)衍射成像方法及系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：所述角位臺(tái)包括俯仰臺(tái)、旋轉(zhuǎn)臺(tái)和微調(diào)桿，所述俯仰臺(tái)固定在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的頂部，所述微調(diào)桿連接在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)上。