衍射装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于X射线测量的技术领域，公开了一种衍射装置，包括光源发生器、样品载体、探测器和金刚石对顶砧，光源发生器能够提供用于测试的X射线，探测器用于记录与样品发生衍射后的不同角度的X射线光子数；样品载体和金刚石对顶砧之间形成封闭的腔体，腔体用于放置样品，从金刚石对顶砧两侧向对顶方向施压能压迫腔体，从而在普通实验室中即可实现高压原位衍射测量。

【技术实现步骤摘要】
衍射装置
本技术属于X射线测量的
，尤其涉及一种衍射装置。
技术介绍
综合极端条件(包括高压、低/高温等条件)原位测量技术，如原位X衍射、拉曼、红外等前沿原位测量方法可以获得物质在压力维度下的重要信息，为创造新物态、合成新材料、发现新现象提供了机遇。相比其他的表征方法，X射线衍射(X-raydiffraction，XRD)是观察晶体物质内部原子与分子的结构或形态等信息的最重要、最有效和最直接的手段之一。然而，长期以来，受限于普通实验室X衍射仪的强度弱、光斑大，并且不能进行透射式衍射测量等，使其无法应用于极端条件下的研究，这极大限制了X射线在科研上的应用。因此，有必要提供一种能够满足测量条件的实验室的高压原位衍射装置。
技术实现思路
本技术旨在提供一种衍射装置，实现极端条件下的X射线衍射测量。本技术解决上述技术问题之一所采用的技术方案是：本专利技术实施例一方面提供了一种衍射装置，包括光源发生器、样品载体、探测器和金刚石对顶砧，所述光源发生器能够提供用于测试的X射线，所述探测器用于记录与样品发生衍射后的不同角度的X射线光子数；所述样品载体和所述金刚石对顶砧之间形成封闭的腔体，所述腔体用于放置样品，从所述金刚石对顶砧两侧向对顶方向施压能压迫所述腔体。作为上述技术方案的改进，所述样品载体上设有贯通所述样品载体两侧的样品腔，所述金刚石对顶砧对应所述样品腔的两端抵持在所述样品载体的两侧，所述金刚石对顶砧和所述样品腔围成所述腔体。作为上述技术方案的进一步改进，衍射装置包括支架，所述支架上设置有载台和一对压块，所述金刚石对顶砧放置于所述载台上，所述压块用于对所述金刚石对顶砧的两侧施压。作为上述技术方案的进一步改进，所述支架上设置有调节装置，所述调节装置用于调节所述压块之间的距离。作为上述技术方案的进一步改进，所述调节装置包括气囊压力控制装置，所述气囊压力控制装置包括流量控制器、充气气囊和气流管路，所述充气气囊设置在所述压块的一侧，所述气流管路连通于所述充气气囊，所述流量控制器设置在所述气流管路上。在另一种可选的实施例中，衍射装置还包括用于为样品提供温度条件的温度控制系统。进一步的，所述温度控制系统包括加热系统，所述加热系统包括激光发生器，所述激光发生器用于向样品发射激光。更进一步地，所述加热系统还包括加热装置，所述加热装置用于对所述腔体加热。可选的，所述温度控制系统还包括冷却系统，所述冷却系统用于为所述腔体降温。进一步的，所述冷却系统包括冷却管路，所述冷却管路用于连通冷却气源从而向所述金刚石对顶砧输送冷却气体。可选的，所述温度控制系统还包括温度采集单元，通过所述温度采集单元能够采集所述腔体内的温度。技术本技术至少具有如下的创新点或有益效果：衍射装置包括光源发生器、样品载体、探测器和金刚石对顶砧，光源发生器能够提供用于测试的X射线，探测器用于记录与样品发生衍射后的不同角度的X射线光子数；样品载体和金刚石对顶砧之间形成封闭的腔体，腔体用于放置样品，从金刚石对顶砧两侧向对顶方向施压能压迫腔体，从而可为样品X射线衍射测试提供高压环境，实现极端条件下的高压原位X射线衍射测量。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1为原位高压X射线衍射原理示意图；图2为本技术高压原位衍射装置的一个实施例的结构示意图；图3为本技术一个实施例的金刚石对顶砧的结构示意图。具体实施方式本发实施例提供的衍射装置可在普通实验室里完成极端条件样品环境的集成与搭建(包括高压、低温、高温等)，以实现极端条件下的原位X衍射测量，省时、省力、高效。以下结合实施例和附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分理解本技术的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。此外本技术中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对图中本技术各组成部分相互位置关系来说的。图1为原位高压X射线衍射原理示意图，如图1所示，光源发生器采用X射线光管，X射线光管发射的单一波长X射线110入射至装有样品120的金刚石对顶砧130，经透射，由探测器140收集记录记录与样品发生衍射后的不同角度上的X射线光子数，从而实现对样品结构的表征，通过对金刚石对顶砧130两侧施压，从而为样品提供不同的压力环境。在此基础上，可设置温度控制系统150，用于调节温度，以便获取试验所需的温度环境，为样品提供温度条件，温度控制系统150包括加热系统、冷却系统和温度采集单元。温度控制系统150包括加热系统，加热系统包括激光发生器151，用于向样品发射激光，使用时，将其发出的激光152引入金刚石对顶砧130形成的腔体中对样品120进行激光加热，从而获取所需温度；此外，加热系统还可包括加热装置153，，用于对腔体加热，加热装置153可对承载样品120的部分进行加热，从而对腔体加热，为腔体内的样品提供一定的温度条件。温度控制系统150还可包括冷却系统，冷却系统用于为腔体降温，可包括冷却管路，该冷却管路用于连通冷却气源从而向金刚石对顶砧输送冷却气体，实现腔体内部空间的降温，从而为样品提供低温环境。冷却系统可包括液氮冷却组件154，液氮冷却组件154用于对金刚石对顶砧130进行冷却降温，从而为样品测量提供低温环境。液氮冷却组件可包括冷却管路、液氮气瓶、电动阀门，液氮气瓶内的液氮通过冷却管路向金刚石对顶砧输送，电动阀门设置在冷却管路上，或设置在液氮气瓶的出口处，从而控制液氮的流量，以控制冷却的温度。温度控制系统150还可包括温度采集单元(未图示)，温度采集单元可采集腔体内的当前温度，从而温度控制系统可通过当前温度与所需温度的对比结果，控制加热系统和冷却系统的工作，以获取所需温度环境，此过程可通过常规的控制电路实现，在此不做赘述，加热系统、冷却系统的具体实现方式详见下文。图2示出了本专利技术一个实施例的高压原位衍射装置，如图2所示，包括光源发生器(未示出)、样品载体、探测器240和支架230，支架230上设有金刚石对顶砧。样品载体上设有贯通样品载体两侧的样品腔，金刚石对顶砧对应样品腔的两端抵持在样品载体的两侧，从而使得金刚石对顶砧和样品腔围成一封闭的腔体，用于放置样品，从金刚石对顶砧两侧向对顶方向施压能压迫腔体，从而在腔体内形成高压。本实施例中的支架用于固定金刚石对顶砧，采用密封垫作为用于承载样品的载体，密封垫上设置有用于放置样品的样品腔；样品置于密封垫上的样品腔内，金刚石压砧对应样品腔两侧预压位置，从而使得金刚石压砧和样品腔围成一封闭的腔体，驱动金刚石对顶砧由两侧向腔体中心施压压缩腔体，从而在腔体内形成高压，该腔体耐高压，用于测试高压下样品的结构变化。支架230被固定于定位平台上。定位平台具体包括移动平台210和置于移动平台210上的防护罩220，防护罩220本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种衍射装置，其特征在于，包括光源发生器、样品载体、探测器和金刚石对顶砧，所述光源发生器能够提供用于测试的X射线，所述探测器用于记录与样品发生衍射后的不同角度的X射线光子数；所述样品载体和所述金刚石对顶砧之间形成封闭的腔体，所述腔体用于放置样品，从所述金刚石对顶砧两侧向对顶方向施压能压迫所述腔体。/n

【技术特征摘要】
1.一种衍射装置，其特征在于，包括光源发生器、样品载体、探测器和金刚石对顶砧，所述光源发生器能够提供用于测试的X射线，所述探测器用于记录与样品发生衍射后的不同角度的X射线光子数；所述样品载体和所述金刚石对顶砧之间形成封闭的腔体，所述腔体用于放置样品，从所述金刚石对顶砧两侧向对顶方向施压能压迫所述腔体。


2.根据权利要求1所述的衍射装置，其特征在于，所述样品载体上设有贯通所述样品载体两侧的样品腔，所述金刚石对顶砧对应所述样品腔的两端抵持在所述样品载体的两侧，所述金刚石对顶砧和所述样品腔围成所述腔体。


3.根据权利要求1或2所述的衍射装置，其特征在于，包括支架，所述支架上设置有载台和一对压块，所述金刚石对顶砧放置于所述载台上，所述压块用于对所述金刚石对顶砧的两侧施压。


4.根据权利要求3所述的衍射装置，其特征在于，所述支架上设置有调节装置，所述调节装置用于调节所述压块之间的距离。


5.根据权利要求4所述的衍射装置，其特征在于，所述调节装置包括气囊压力控制装置，所述气囊压力控制装置包括流量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王善民，陈娥，赵予生，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：新型
国别省市：广东;44