一种基于光单缝衍射的高通量制备正态分布方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于光单缝衍射的高通量制备正态分布方法与装置，涉及高通量制备技术领域，包括步骤：通过第一粉末喷洒装置垂直喷洒粉末状基底物至水平放置的承载板，并在形成基底层后关闭第一粉末喷洒装置；通过第二粉末喷洒装置垂直喷洒粉末状目标物，并通过水平放置的单缝衍射装置发射的光子赋予粉末状目标物动能；通过承载板接收具有不同动能的粉末状目标物并获得具有浓度梯度差的目标层；在承载板上目标层与基底层的总厚度达到预设厚度前，在预设时间间隔后关闭单缝衍射装置和第二粉末喷洒装置并重复上述步骤。本发明专利技术利用光单缝衍射的正态分步特性给目标物赋予不同的动能，就可获得具有浓度梯度变化的制备物，材料适用性更强。适用性更强。适用性更强。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光单缝衍射的高通量制备正态分布方法与装置


[0001]本专利技术涉及高通量制备
，具体涉及一种基于光单缝衍射的高通量制备正态分布方法与装置。

技术介绍

[0002]目前，新材料的研发主要是通过“试错法”的模式，但这种方式研发周期长，研发成本高，导致新材料的研发进程缓慢。为加快新材料的研发速度，降低研发成本，美国率先提出了“材料基因组”计划，通过材料计算、高通量制备和材料基因库对材料进行成分优化和性能筛选，加速材料的应用进程。利用高通量制备的方法，即通过一次实验制备出多个不同成分、不同结构的样品，再经过快速表征筛选出具有预期要求的新材料，从而探索高通量制备技术在高性能铜合金材料开发研究中的应用。
[0003]然而，在高通量制备过程中，大多通过共沉积法和连续掩膜法进行相关成分连续渐变分布材料薄膜样品的获取。然而这两种方法都受制于合金组元数目，主要用于三元材料系统相图研究。也即是在针对更多元材料进行高通量制备时很难获得呈梯度变化的成品。

技术实现思路

[0004]为解决高通量制备过程中适用性因材料不同特性受阻的问题，本专利技术提出了一种基于光单缝衍射的高通量制备正态分布方法，包括步骤：
[0005]S1：通过第一粉末喷洒装置垂直喷洒粉末状基底物至水平放置的承载板，并在形成基底层后关闭第一粉末喷洒装置；
[0006]S2：通过第二粉末喷洒装置垂直喷洒粉末状目标物，并通过水平放置的单缝衍射装置发射的光子赋予粉末状目标物动能；
[0007]S3：通过承载板接收具有不同动能的粉末状目标物并获得具有浓度梯度差的目标层；
[0008]S4：判断承载板上目标层与基底层的总厚度是否达到预设厚度，若否，在预设时间间隔后关闭单缝衍射装置和第二粉末喷洒装置并返回S1步骤，若是，结束。
[0009]进一步地，所述第一粉末喷洒装置、第二粉末喷洒装置、单缝衍射装置和承载板在运行时处于真空、无外界光干扰状态。
[0010]进一步地，所述单缝衍射装置中，光波波长与孔缝直径相同。
[0011]进一步地，所述第二粉末喷洒装置包括贴近单缝衍射装置孔缝和非贴近单缝衍射装置孔缝两种放置状态。
[0012]进一步地，当第二粉喷洒末装置处于贴近单缝衍射装置孔缝放置状态时，粉末状目标物的动能源自具有方向的光粒子动能；当第二粉末喷洒装置处于非贴近单缝衍射装置孔缝放置状态时，粉末状目标物的动能源自条纹干涉下的光能热膨胀效应。
[0013]本专利技术还提出了一种基于光单缝衍射的高通量制备正态分布装置，包括：
[0014]第一粉末喷洒装置，用于在垂直方向上向下喷洒粉末状基底物；
[0015]第二粉末喷洒装置，用于在垂直方向上向下喷洒粉末状目标物；
[0016]单缝衍射装置，用于在第二粉末喷洒装置喷洒粉末状目标物时通过其发射的光子赋予粉末状目标物动能；
[0017]承载板，具有水平方向上的承接面，用于承接第一粉末喷洒装置和第二粉末喷洒装置的喷洒物；
[0018]切换单元，用于在承载板承接粉末状基底物时，控制承载板在水平方向上移动，并在形成基底层后，控制承载板复位，由第一粉末喷洒装置切换至第二粉末喷洒装置并持续预设时间间隔；
[0019]厚度测定单元，用于获取承载板上目标层与基底层的总厚度，并在总厚度未达到预设厚度前保持装置的运转；
[0020]所述第一粉末喷洒装置、第二粉末喷洒装置和单缝衍射装置各自处于独立的垂直空间中。
[0021]进一步地，所述第一粉末喷洒装置、第二粉末喷洒装置、单缝衍射装置和承载板在运行时处于真空、无外界光干扰状态。
[0022]进一步地，所述单缝衍射装置中，光波波长与孔缝直径相同。
[0023]进一步地，所述第二粉末喷洒装置包括贴近单缝衍射装置孔缝和非贴近单缝衍射装置孔缝两种放置状态。
[0024]进一步地，当第二粉喷洒末装置处于贴近单缝衍射装置孔缝放置状态时，粉末状目标物的动能源自具有方向的光粒子动能；当第二粉末喷洒装置处于非贴近单缝衍射装置孔缝放置状态时，粉末状目标物的动能源自条纹干涉下的光能热膨胀效应。
[0025]与现有技术相比，本专利技术至少含有以下有益效果：
[0026](1)本专利技术所述的一种基于光单缝衍射的高通量制备正态分布方法与装置，无需考虑制备物组分的多元性特征，直接利用光单缝衍射的正态分步特性给目标物赋予不同的动能，就可获得具有浓度梯度变化的制备物，材料适用性更强；
[0027](2)通过简单的单缝衍射装置和粉末喷洒装置之间的联动实现制备物中组分浓度不变基底物和组分浓度呈梯度变化的目标物的组合制备，相较于现有基于沉积源梯度沉积的方法，设备组成更为简单，操作也更易上手。
附图说明
[0028]图1为一种基于光单缝衍射的高通量制备正态分布方法的步骤图；
[0029]图2为一种基于光单缝衍射的高通量制备正态分布装置的示意图。
[0030]附图标记说明：1
‑
第一粉末喷洒装置、2
‑
第二粉末喷洒装置、3
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单缝衍射装置、4
‑
承载板、5
‑
孔缝。
具体实施方式
[0031]以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0032]实施例一
[0033]为弥补现有技术中在高通量制备过程中存在的不足之处，如图1所示，本专利技术提出了一种基于光单缝衍射的高通量制备正态分布方法，包括步骤：
[0034]S1：通过第一粉末喷洒装置垂直喷洒粉末状基底物至水平放置的承载板，并在形成基底层后关闭第一粉末喷洒装置；
[0035]S2：通过第二粉末喷洒装置垂直喷洒粉末状目标物，并通过水平放置的单缝衍射装置发射的光子赋予粉末状目标物动能；
[0036]S3：通过承载板接收具有不同动能的粉末状目标物并获得具有浓度梯度差的目标层；
[0037]S4：判断承载板上目标层与基底层的总厚度是否达到预设厚度，若否，在预设时间间隔后关闭单缝衍射装置和第二粉末喷洒装置并返回S1步骤，若是，结束。
[0038]其中单缝衍射装置中，光波(选用高频光波)波长与小孔直径相同。而基底层除了作为高通量制备过程中组分浓度不变的部分外，还用于增大摩擦力，防止后续粉末状目标物因摩擦力不足飞出承载板。目标层则是需要研究的目标物组分浓度变化层。
[0039]从上述步骤描述中可以看出，本专利技术是利用光粒子自身的波形特性及单缝衍射的干涉效应实现的粉末状目标物以具有浓度梯度的形式分布在承载板上。至于具体缘由，我们先来分析一下光单缝衍射的特性。
[0040]通常情况下光总是沿着直线传播的，但是当光通过窄缝(或小孔)后会在屏幕上形成明暗相间的条纹(不连续的亮条纹)，波动理论把这种现象称为衍射现象。光的衍射现象是指光在传播过程中遇到障碍物或孔缝时偏离直线传播路径而绕到障碍物后面传播的现象。其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光单缝衍射的高通量制备正态分布方法，其特征在于，包括步骤：S1：通过第一粉末喷洒装置垂直喷洒粉末状基底物至水平放置的承载板，并在形成基底层后关闭第一粉末喷洒装置；S2：通过第二粉末喷洒装置垂直喷洒粉末状目标物，并通过水平放置的单缝衍射装置发射的光子赋予粉末状目标物动能；S3：通过承载板接收具有不同动能的粉末状目标物并获得具有浓度梯度差的目标层；S4：判断承载板上目标层与基底层的总厚度是否达到预设厚度，若否，在预设时间间隔后关闭单缝衍射装置和第二粉末喷洒装置并返回S1步骤，若是，结束。2.如权利要求1所述的一种基于光单缝衍射的高通量制备正态分布方法，其特征在于，所述第一粉末喷洒装置、第二粉末喷洒装置、单缝衍射装置和承载板在运行时处于真空、无外界光干扰状态。3.如权利要求1所述的一种基于光单缝衍射的高通量制备正态分布方法，其特征在于，所述单缝衍射装置中，光波波长与孔缝直径相同。4.如权利要求1所述的一种基于光单缝衍射的高通量制备正态分布方法，其特征在于，所述第二粉末喷洒装置包括贴近单缝衍射装置孔缝和非贴近单缝衍射装置孔缝两种放置状态。5.如权利要求4所述的一种基于光单缝衍射的高通量制备正态分布方法，其特征在于，当第二粉喷洒末装置处于贴近单缝衍射装置孔缝放置状态时，粉末状目标物的动能源自具有方向的光粒子动能；当第二粉末喷洒装置处于非贴近单缝衍射装置孔缝放置状态时，粉末状目标物的动能源自条纹干涉下的光能热膨胀效应。6.一种基于光单缝衍射的高通量制备正态分布装置，其特征在于，包括：第一粉末喷洒装置，用于在垂直方向上向下喷洒粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博宇，戴姣燕，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：发明
国别省市：