一种时间分辨X射线衍射测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种应用于冲击动力学微观响应实验诊断X射线衍射测量装置，具体涉及一种时间分辨X射线衍射测量装置及方法；解决现有脉冲X射线衍射装置对更短时间尺度冲击动力学响应过程，诊断时间分辨能力不足的技术问题。该时间分辨X射线衍射测量装置基于多微带X射线像增强器，包括脉冲X射线源、X射线调制单元、测量靶室、晶体支架、晶体样品、冲击加载窗口、压电传感器和时间分辨X射线成像探测器；通过冲击加载窗口触发晶体样品产生冲击波触发压电传感器，压电传感器触发脉冲X射线源出射X射线，X射线经过X射线调制单元，进入测量靶室入射至晶体样品，晶体样品衍射光入射至多微带X射线像增强器，经荧光屏产生光信号被图像记录设备记录。设备记录。设备记录。

【技术实现步骤摘要】
一种时间分辨X射线衍射测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种应用于冲击动力学微观响应实验诊断X射线衍射测量装置，具体涉及一种基于多微带X射线像增强器的时间分辨X射线衍射测量装置及方法。

技术介绍

[0002]冲击现象在自然界广泛存在，然而目前对于冲击波在固体内的传播过程以及冲击加载下的材料响应尚没有一个完全的认识和理解，主要原因是现有实验诊断装置的时间分辨和空间分辨能力不足。在过去的实验研究中，主要发展形成了冲击样品回收分析技术和宏观在线测量技术。前者对冲击回收样品进行微观结构分析，从而推测判断样品动力学行为，但无法实现动力学加载下的实时测量；后者如速度干涉仪(VISAR)、埋入式石英压电传感器等，对冲击材料的宏观行为进行在线测量，但无法提供动力学加载下材料晶格层面的信息。因此，现有的实验测量技术难以同时满足“实时”和“微观”两个需求，建立可在微观层面上实时观测材料冲击响应的诊断方法显得尤为迫切。脉冲X射线衍射技术是在静态X射线衍射分析的基础上发展起来的，可直接探测材料内部原子瞬间运动状态。因此，将脉冲X射线衍射应用于极端条件下材料动态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时间分辨X射线衍射测量装置，包括脉冲X射线源(1)、X射线调制单元(2)、测量靶室(3)、晶体支架(4)和晶体样品(5)；所述脉冲X射线源(1)和X射线调制单元(2)设置于测量靶室(3)外；所述测量靶室(3)的侧壁上设置有入射X射线窗口(6)和衍射X射线窗口(7)；所述晶体支架(4)设置于测量靶室(3)内，晶体样品(5)设置在晶体支架(4)上；其特征在于：还包括冲击加载窗口(8)、压电传感器(9)和时间分辨X射线成像探测器；所述冲击加载窗口(8)设置于测量靶室(3)的侧壁上，晶体支架(4)设置在与冲击加载窗口(8)相对的部位；压电传感器(9)设置在晶体支架(4)上，且与脉冲X射线源(1)电连接；所述时间分辨X射线成像探测器设于测量靶室(3)外部，包括多微带X射线像增强器组件、图像记录设备(14)、多通道脉冲驱动电源(15)和信号发生器(16)；所述多微带X射线像增强器组件包括真空室(10)以及位于真空室(10)内部的多微带X射线像增强器(11)，真空室(10)侧壁设置有真空密封窗口(12)与荧光屏(13)；所述多微带X射线像增强器(11)的输入端与真空密封窗口(12)相对设置；所述图像记录设备(14)设置在荧光屏(13)的发光光路中，且与信号发生器(16)电连接；所述多微带X射线像增强器(11)、多通道脉冲驱动电源(15)、信号发生器(16)和脉冲X射线源(1)依次电连接；通过冲击加载窗口(8)触发晶体样品(5)产生冲击波，触发压电传感器(9)，压电传感器(9)产生电脉冲信号触发脉冲X射线源(1)出射X射线，同时脉冲X射线源(1)触发信号发生器(16)产生图像记录设备(14)和多通道脉冲驱动电源(15)的同步工作信号；脉冲X射线源(1)出射的X射线经过X射线调制单元(2)，通过入射X射线窗口(6)进入测量靶室(3)入射至晶体样品(5)，晶体样品(5)的衍射光经过衍射X射线窗口(7)出射，并透过真空密封窗口(12)入射至多微带X射线像增强器(11)，被多微带X射线像增强器(11)转换为电子，电子轰击荧光屏(13)产生光信号，被图像记录设备(14)记录。2.根据权利要求1所述的一种时间分辨X射线衍射测量装置，其特征在于：所述多微带X射线像增强器(11)包括微通道板(17)和设置在微通道板(17)上相互平行的多条微带(18)；所述微通道板(17)为圆形，其直径为40
‑
50mm；每条微带(18)由蒸镀在微通道板(17)上的X射线光阴极材料镀层构成，X射线光阴极材料为金或者碘化铯，镀层厚度小于1μm；每条微带(18)的宽度为2
‑
3mm，相邻两条微带(18)之间的间隔不小于2mm。3.根据权利要求2所述的一种时间分辨X射线衍射测量装置，其特征在于：所述脉冲X射线源(1)包括X射线管(19)和设置于X射线管(19)靠近入射X射线窗口(6)一端的X射线管输出窗口(20)、高压发生器(21)、X射线源控制器(22)；所述X射线调制单元(2)设于X射线管输出窗口(20)外侧，X射线调制单元(2)的中心轴线与X射线管输出窗口(20)设置于同一轴线上；所述X射线管(19)与高压发生器(21)和X射线源控制器(22)依次电连接，所述压电传感器(9)与X射线源控制器(22)电连接，所述信号发生器(16)与X射线源控制器(22)电连接。4.根据权利要求3所述的一种时间分辨X射线衍射测量装置，其特征在于：所述晶体样品(5)、多微带X射线像增强器(11)和X射线管(19)的中心水平高度相同；多微带X射线像增强器(11)与晶体样品(5)衍射的X射线束垂直设置；
多微带X射线像增强器(11)的入射端至晶体样品(5)中心的距离与X射线管(19)出射端至晶体样品(5)中心的距离相等，使X射线管(19)输出的入射X射线束与晶体样品(5)的表面夹角满足布拉格衍射条件。5.根据权利要求4所述的一种时间分辨X射线衍射测量装置，其特征在于：还包括离子泵真空设备(23)，离子泵真空设备(23)通过波纹管(24)与真空室(10)连接，用于保持真空室(10)的真空度至10
‑3Pa量级。6.根据权利要求5所述的一种时间分辨X射线衍射测量装置，其特征在于：所述真空密封窗口(12)为圆形，直径大于50mm，厚度为50
‑
100μm，材料为铍。7.根据权利要求3
...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐波，黑东炜，夏惊涛，盛亮，马戈，谭新建，魏福利，罗剑辉，陈俊，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
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