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光学产品相关

狭缝光阑 密封式X射线管的寿命一般为1000—2000小时

更新时间  2024-03-18 10:07 阅读

苏州五强光学

当物质中的电子与原子之间的结合力较小时(例如原子的外层电子),电子可能会被X射线撞离原子,成为反冲电子。 因为反冲的电子会带走部分能量,光子能量会减少,从而改变后续散射波的波长。 这样,入射波和散射波将不再具有相干能力,成为非相干散射。

l 相干散射

X射线被物质散射的本质是物质中电子与X射线的相互作用。 当入射光子与电子碰撞时,如果电子能够牢固地保持在原来的位置(原子对电子的结合力很强),光子就会发生刚性碰撞,效果就是辐射电磁波- 分散的波浪。 这种散射波的波长和频率与入射波完全相同,新的散射波会相互干扰——相干散射。 X射线的衍射现象基于相干散射。

l X射线​​管

用于衍射的X射线管实际上是热电子二极管,有密封型和旋转靶型两种。 前者最大功率不超过2.5KW,具体取决于目标材料; 后者是为了获得高强度X射线而设计的,一般功率在10KW以上。

l 密封管

这是最常用的 X 射线管。 其靶材和灯丝被密封在高真空外壳中。 外壳有一个对 X 射线“透明”的 X 射线出口“窗口”。 靶材和灯丝无法更换。 如果需要使用其他靶材,则需要使用具有相应靶材材料的另一管。 这种灯管使用起来很方便,但如果灯丝烧坏,它的寿命就彻底结束了。 密封X射线管的使用寿命一般为1000-2000小时。 它的报废往往不是由于灯丝损坏,而是由于靶材表面被熔化或被钨蒸气和管内金属受热部分污染,导致发射的X射线射线谱线“不纯”并被丢弃。

l 可拆卸管

这种X射线管在动态真空下工作,并配有真空系统。 使用时需抽真空,使管内真空度达到10-5mPa或更好。 不同元素的靶材可以随时更换,灯丝损坏后也可以更换。 这个管子的寿命可以说是无限的。

l 旋转靶管

该管采用特殊的移动结构,大大增强了靶材表面的冷却。 它就是所谓的旋转阳极X射线管,是目前最实用的高强度X射线发生装置。 管子的阳极设计成圆柱形,圆柱形表面作为靶面。 阳极需要用水冷却。 工作时,阳极筒高速旋转,使靶面受到电子束轰击的部分不再是点或线段,而是在阳极筒上延伸成一段圆柱体,扩大了加热范围。面积,从而有效增强热量的分布。 因此,这种管子的功率可以远远超过前两种管子。 对于铜或钼靶管,密封管的额定功率目前只能达到2KW左右,而旋转靶管可达90KW。

l 粉末衍射仪

粉末衍射仪是目前研究粉末X射线衍射最常用、最方便的设备。 其光路系统设计采用聚焦光束式衍射几何结构。 一般采用普通NaI(Tl)闪烁检测器或正比计数管检测器来电子测量衍射强度; 衍射角通过精密机械测角仪测量来实现这一目的。

l 测角仪

它是粉末衍射仪中最精密的机械部件,用于精确测量衍射角。

l 发散狭缝

用于测角仪以限制发散光束的宽度。 发散狭缝的宽度决定了入射X射线束在扫描平面上的发散角。

l 接收狭缝

用于测角仪以限制接收到的衍射光束的宽度。 接收狭缝的作用是限制待测角度位置附近区域以外的X射线进入探测器。 其宽度对衍射仪的分辨力、谱线强度、峰高/背景比等有重要影响。

l 防散射狭缝

测角仪用于防止一些额外的散射(例如来自每个狭缝光阑边缘的散射和光路上其他金属配件的散射)进入探测器,这有助于减少背景。 防散射狭缝是光路中的辅助狭缝,用于限制由于不同原因引起的额外散射进入探测器。 例如光路中空气的散射、狭缝边缘的散射、样品架的散射等。如果这个狭缝选择得当,可以获得最低的背景,同时衍射线强度的降低不超过2%。 如果衍射线强度损失太多,则应使用更宽的防散射狭缝。

l 太阳狭缝

测角仪上的一组平行薄金属膜片由一组平行且等距的金属片组成,金属片的平面垂直于射线源的焦线。 它用于限制X射线在测角仪轴向上的发散,使射线束可近似视为仅在扫描圆平面上发散的发散光束。

l 脉冲计数率

在衍射仪方法中,X 射线的强度以每秒脉冲 (cps) 为单位的脉冲计数率表示。 探测器每单位时间输出的平均脉冲数直接由探测器每单位时间接收到的光子数决定。 如果探测器的量子效率为100%,并且系统(放大器、脉冲幅度分析仪等)没有计数丢失(丢失计数),那么每秒的脉冲数就是每秒的光子数。

l 能量分辨率

是指探测器接收到一定能量的量子(一定波长的射线的光量子),输出脉冲信号的平均幅度与入射量子的能量成正比的特性。

l 闪烁检测器

是各种晶体X射线衍射工作中综合性能最好的探测器。 其主要优点是:用于晶体X射线衍射的X射线具有很高甚至100%的量子效率; 使用寿命长、稳定性好; 另外,和PC一样,它的分辨时间很短(10 -7 秒数量级),所以实际上不需要考虑探测器本身限制带来的计数损失; 与PC一样,它对于晶体衍射工作中使用的软X射线也具有一定的能量分辨能力。 因此,X射线粉末衍射仪通常配备闪烁探测器。

l 恒速连续扫描

粉末衍射仪最常用的一种工作模式(扫描模式)。 试样与接收狭缝匀速旋转,角速度比为1:2。 在旋转过程中,探测器不断测量X射线的散射强度,依次接收各个晶面的衍射线。 大多数计算机控制的衍射仪使​​用步进电机来驱动测角仪旋转。 因此,实际上旋转并不是严格连续的,而是一步步跳跃(每步0.0025°),当旋转速度较慢时尤其明显。 。 然而,探测器和测量系统持续工作。 连续扫描的优点是工作效率更高。 例如,以每分钟4°2θ旋转的速度扫描,可以在15分钟内完成20°至80°的衍射图扫描范围。 它还具有良好的分辨率、灵敏度和准确性,因此适合大量的日常工作(通常是物体)。 相识别工作)非常适合。 但用长图表记录仪记录时,记录图表会受到计数率表RC的影响,必须适当选择时间常数。

l 步进扫描

粉末衍射仪的工作模式(扫描模式)。 标本每旋转一步(固定Δθ)就停止,测量记录系统开始测量该位置的衍射强度。 测量强度的方法有两种:计时计数法和定数计时法。 然后将样本再旋转一步并进行强度测量。 如此逐步进行,完成指定角度范围内衍射图样的扫描。 用记录仪记录衍射图样时,采用步进扫描方式的优点是不受计数率表RC的影响,没有RC的滞后和平滑作用,分辨率不受RC的影响; 特别是当衍射线强度极弱或落后于底部很高时特别有用,当两者共存时更是如此。 因为采用步进扫描时,可以在每个θ角进行更长的计数测量,以获得更大的每步总计数,从而减少计数中统计波动的影响。 步进扫描通常非常耗时,并且必须仔细考虑其参数。 选择台阶宽度时需要考虑两个因素:一是所使用的接收狭缝的宽度,台阶宽度至少不应大于狭缝宽度对应的角度; 第二,测量的衍射线形状的清晰度,步长太大,这会降低分辨率甚至模糊衍射线轮廓的细节。 因此,台阶宽度不应大于尖峰半高宽度的 1/2。 但步宽不宜过小。 步骤时间是每一步的测量时间。 如果较长,可以减少计数统计误差,提高准确度和灵敏度,但会损失工作效率。

l 能量色散X射线衍射仪

半导体固态探测器(SSD)是一种具有极高能量分辨率能力的辐射强度探测器,可用于测量软X射线的能量和波长。 能量色散X射线衍射仪(EDXRD)是一种基于SSD的新型衍射仪。 它利用连续波长的X射线照射样品,在固定角度位置测量衍射线的波长谱,从而计算每次衍射。 晶面之间的距离d。 EDXRD也是一种高速多晶衍射装置。

l 位置敏感比例探测器衍射仪

位置敏感比例探测器(PSPC)是一种新型辐射探测器。 它不仅可以进行粒子计数测量,还可以通过与其配套的时间分析系统获得同时进入探测器窗口的粒子的位置坐标。 因此,用PSPC测量可以获得与用感光胶片记录同样丰富的信息。 PSPC获得的信息直接由计算机系统实时处理,可以立即获得实验结果。 利用PSPC,成功研制出一种新型衍射仪——PSPC衍射仪,它可以同时记录整个可测量范围内的衍射。 它是一种高速多晶衍射装置,特别适合跟踪动态过程的衍射。 研究。

l 显微衍射仪

微区衍射仪根据平行光束衍射几何结构设计,采用特殊的大窗口闪烁探测器或环窗正比探测器。 工作时,探测器沿入射光线方向移动,通过直径固定的环形狭缝依次测量每个衍射锥的总强度。 由于它采用细平行光束,因此可以对样品的微区域(直径可小至30μm)进行衍射分析。