[实用新型]基于毛细管X射线光学器件的微束X射线衍射仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于毛细管X光学器件的微束X射线衍射仪。它是国际上尚无商品推出的使用毛细管X光学器件的新型科学仪器。用它可以对样品进行微束X射线衍射分析。

背景技术

现有的微束X射线衍射仪，是利用小孔来得到准平行X射线束来对样品进行微束X射线衍射分析，但是采用小孔得到准平行光，只是将其他方向的X射线卡掉，这样打在样品上X射线的强度就大大降低，以致于影响测谱的质量并且延长了测谱的时间，所以用小孔进行X射线衍射分析时需要用高强度X射线光源。因此现有的微束X射线衍射仪受到光源的限制，影响了它们的普及和推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够对材料进行微束X射线衍射分析的新型科学仪器。

本实用新型的目的通过如下措施实现：该衍射仪包括X光源、整体毛细管X光会聚透镜、整体毛细管X射线准直器、测角仪、样品台、接受狭缝和探测器。其特征在于：在X光源之后依次安放整体毛细管X光会聚透镜和整体毛细管X射线准直器，经过调节使从整体毛细管X光会聚透镜出射的焦斑刚好进入整体毛细管X射线准直器，整体毛细管X光会聚透镜可以将发散的X射线会聚成几十微米的焦斑，从焦斑处发散的X射线进入整体毛细管X射线准直器，整体毛细管X射线准直器可以对进入的X射线进行再次会聚，可以形成微束准平行光，从而对样品进行微束X射线衍射分析。

整体毛细管X光会聚透镜是利用X射线全反射原理设计成的X射线光学器件，X光在毛细导管中可借助于全发射从导管的一端传输到另一端，传输过程中，改变了X光的传播方向。每个整体毛细管X光会聚透镜是由20-50万根内径为3-15微米单玻璃毛细管构成。该类器件的优点是：它可以对全波段的X射线进行聚焦，并且制作工艺简单、小巧灵便、种类齐全、造价低廉。整体毛细管X光会聚透镜是单一的、没有支撑的多孔玻璃固体，内有多根毛细管；透镜沿长度的外形母线和X光导管的外形母线及X光导管的轴线近似为空间二次曲线段、二次曲线段的组合或二次曲线段与直线段的组合，透镜的母线和X光导管的外形母线的径向变化对于透镜的中心轴线是对称的。整体毛细管X光会聚透镜可以在大角度大范围内会聚发散的X光，且将发散的X光会聚成数十微米的微焦斑，从而可以对样品进行微区扫描，整体毛细管X光会聚透镜具有10³数量级的放大倍数。整体毛细管X光会聚透镜的进口截面和出口截面尺寸小于透镜最大尺寸；进口端截面和X光导管在垂直于透镜中心轴线方向的截面分别为正六边形和圆形；进口端截面和出口端截面形状相同，X光导管沿垂直于透镜中心线方向的截面尺寸是空间的函数，越靠近两端，截面尺寸越小。整体毛细管X射线准直器也是利用X射线全反射原理设计的X射线光学器件，X光在毛细导管中可借助于全发射从导管的一端传输到另一端，传输过程中，改变了X光的传播方向。每个整体毛细管X射线准直器是由20-50万根内径为3-15微米单玻璃毛细管构成。该类器件的优点是：制作工艺简单、小巧灵便、造价低廉。整体毛细管X射线准直器是单一的、没有支撑的多孔玻璃固体，内有多根毛细管；整体毛细管X射线准直器沿长度的外形母线和X光导管的外形母线近似为空间二次曲线段、X光导管的轴线为直线，整体毛细管X射线准直器的母线和X光导管的外形母线在径向上对于整体毛细管X射线准直器的中心轴线是对称的。整体毛细管X射线准直器可以对进入的X射线进行会聚，最终在其出口处形成准平行的X射线。整体毛细管X射线准直器在垂直于其轴线上方向上的截面为正六边形，并且在轴线任何位置的截面都大小相等。

整体毛细管X光会聚透镜的长度、入口直径、出口直径和最大截面的尺寸以及整体毛细管X射线准直器的长度、入口直径、出口直径都是因微束X射线衍射分析研究的特殊要求而特别设计，构成透镜和整体毛细管X射线准直器的毛细管的内径和数目以及拉制透镜采用的材料也因研究项目要求的不同而不同。

本实用新型与现有技术比较具有如下优点：

1.相对于其它微束X射线衍射仪所采用的小孔，整体毛细管X光会聚透镜与整体毛细管X射线准直器的组合装置可以对X射线进行会聚，所以，本实用新型采用该组合装置可将打在样品上的X射线的功率密度提高几千倍，因此，可以使所测谱的质量有所提高。

2.相对于其它微束X射线衍射仪所采用的小孔，整体毛细管X光会聚透镜与整体毛细管X射线准直器的组合装置将打在样品上的X射线的功率密度提高几千倍，这将大大缩短测谱所需要的时间。

3.由于整体毛细管X光会聚透镜与整体毛细管X射线准直器的组合装置有很高的放大倍数，所以，本实用新型可以在低功率光源下进行X射线衍射分析。