一种试验平台及试验平台的使用方法技术

本发明专利技术涉及一种试验平台及试验平台的使用方法。试验平台包括样品承载机构、X射线光源、第一信号采集机构和第二探测器。样品承载机构用于承载待测试样品；X射线光源用于射出入射X射线；第一信号采集机构包括第一探测器，X射线光源、样品承载机构以及第一探测器在水平面上的投影沿第一方向依次设置，第一探测器用于接收待测试样品产生的X射线衍射信号；第二探测器用于接收从待测试样品产生的X射线荧光信号。本发明专利技术提供的试验平台能够在利用X射线光源射出的入射X射线同时得到样品同一区域的近邻原子结构和长程有序结构信息，从而从本质上揭示材料表层的原子结构、晶体结构演变过程对组织性能影响机理。程对组织性能影响机理。程对组织性能影响机理。

【技术实现步骤摘要】
一种试验平台及试验平台的使用方法


[0001]本专利技术涉及检测设备
，尤其涉及一种试验平台及试验平台的使用方法。

技术介绍

[0002]同步辐射光源具有光源亮度极高、频谱宽、高准直性、短脉冲结构等优点，在物理学、化学、生命科学以及材料科学等的基础与应用研究都有广泛的应用。并且随着同步辐射实验技术的快速发展，材料科学家获得了在原子尺度上研究物质精细结构的有力工具。其中，同步辐射X射线衍射(XRD)灵敏度高，主要能够精确检出样品中的晶体结构长程有序结构信息；同步辐射X射线吸收精细结构(XAFS)具有短程有序敏感的特点，主要能够获得近邻配位原子类型、原子间距、配位数和无序度等局域短程有序结构信息，将这两种技术联合起来应用，可以全面的获得物质的短程有序结构信息和长程有序结构信息，为建立材料元素原子分布和晶体结构间的关联关系提供技术支撑。
[0003]现有技术中，分别利用XRD技术和XAFS技术研究了硼氢化物燃料电池的阴极催化剂放电过程中Co离子周围局部结构的变化，原位XRD未检测到新相生成，原位XAFS检测到有氧空位存在，并提出了一种新的基于氧空位的氧还原反应机理。但是其原位XAFS和XRD不是在同一实验中完成的，无法准确获得样品同一位置状态下组织结构变化时的全部信息。
[0004]同时，现有技术公开了能够实现同步辐射掠入射XAFS的实验装置，该装置能够对薄膜样品、多层膜及块体等样品的表层及不同深度处的XAFS信息进行采集，但该类装置缺少XRD信号的同步表征。
[0005]因此，亟需一种能够适用于XRD技术和XAFS技术联用的试验平台及试验平台的使用方法，以解决上述无法准确获得样品同一位置状态下，组织结构变化时的长程有序结构信息和短程有序结构信息的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目的在于提出一种试验平台，以解决无法准确获得薄膜样品同一位置状态下，组织结构变化时的长程有序结构信息和短程有序结构信息的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种试验平台，包括：
[0008]样品承载机构，用于承载待测试样品；
[0009]X射线光源，用于射出入射X射线，所述入射X射线能够射入所述待测试样品；
[0010]第一信号采集机构，包括第一探测器，所述X射线光源、所述样品承载机构以及所述第一探测器在水平面上的投影沿第一方向依次设置，所述第一探测器用于接收所述待测试样品产生的X射线衍射信号；
[0011]第二探测器，与所述样品承载机构沿第二方向设置，所述第一方向与所述第二方向呈夹角，所述第二探测器用于接收从所述待测试样品产生的X射线荧光信号。
[0012]可选的，所述样品承载机构包括：
[0013]样品台，用于承载所述待测试样品；
[0014]第一旋转驱动件，与所述样品台连接，所述第一旋转驱动件用于驱动所述样品台旋转，以调节所述入射X射线与所述待测试样品表面的夹角。
[0015]可选的，所述样品承载机构还包括：
[0016]样品升降调节件，与所述样品台连接，并用于调节所述样品台的高度。
[0017]可选的，所述第一信号采集机构还包括：
[0018]第二旋转驱动件，与所述第一探测器连接，所述第二旋转驱动件用于驱动所述第一探测器旋转，以使所述第一探测器采集空间内不同位置的X射线衍射信号。
[0019]可选的，所述第一探测器的旋转轴线与所述第二方向平行，且所述第一探测器的旋转轴线与所述样品台的旋转轴线重合。
[0020]可选的，所述第一信号采集机构还包括：
[0021]连接架，所述第二旋转驱动件和所述第一探测器通过所述连接架连接。
[0022]可选的，所述第一信号采集机构还包括：
[0023]配重块，与所述第二旋转驱动件连接，且所述配重块与所述第一探测器分别位于所述第二旋转驱动件的输出轴的相对两侧。
[0024]可选的，所述试验平台还包括支撑机构，所述支撑机构包括：
[0025]机架，所述样品承载机构、第一信号采集机构和所述第二探测器均设置于所述机架上；
[0026]三维调节台，所述机架设置于所述三维调节台上，所述三维调节台用于在所述第一方向和竖直方向上调节所述机架的位置，以及驱动所述机架绕竖直方向旋转。
[0027]本专利技术的另一个目的在于提供一种试验平台的使用方法，以解决无法准确获得样品同一位置状态下，组织结构变化时的长程有序结构信息和短程有序结构信息的技术问题。
[0028]为达此目的，本专利技术第二方面采用以下技术方案：
[0029]一种试验平台的使用方法，用于使用如上所述的试验平台；所述使用方法包括如下步骤：
[0030]将待测试样品放置于样品承载机构；
[0031]X射线光源射出X射线，第一探测器接收待测试样品产生的X射线衍射信号，同时，第二探测器接收从所述待测试样品产生的X射线荧光信号。
[0032]可选的，所述试验平台还包括样品台和与所述样品台连接的第一旋转驱动件，以及与所述第一探测器连接的第二旋转驱动件；
[0033]所述使用方法还包括：
[0034]所述第一旋转驱动件驱动所述样品台旋转，以调节所述待测试样品的表面与所述入射X射线之间的夹角；
[0035]在所述待测试样品的表面与所述入射X射线之间保持同一夹角时，所述第二旋转驱动件驱动所述第一探测器旋转，以使所述第一探测器采集空间内不同位置的X射线衍射信号。
[0036]由上可见，本专利技术提供的试验平台能够在利用X射线光源射出的入射X射线同时得到样品同一区域的近邻原子结构和长程有序结构信息，从而从本质上揭示材料表层的原子结构、晶体结构演变过程对组织性能影响机理。
附图说明
[0037]图1是本专利技术实施例提供的试验平台的俯视图；
[0038]图2是本专利技术实施例提供的试验平台的正视图；
[0039]图3是本专利技术实施例提供的待测试样品与入射X射线的结构示意图；
[0040]图4是应用本专利技术实施例提供的试验平台获得的掠入射XRD衍射图谱；
[0041]图5是应用本专利技术实施例提供的试验平台获得的掠入射XRD的积分曲线；
[0042]图6是应用本专利技术实施例提供的试验平台获得的掠入射XAFS谱。
[0043]图中：
[0044]1、样品承载机构；11、样品台；12、第一旋转驱动件；13、样品升降调节件；
[0045]2、第一信号采集机构；21、第一探测器；22、第二旋转驱动件；23、连接架；231、安装杆；232、补偿杆；233、滑杆；234、滑块；24、配重块；
[0046]3、第二探测器；
[0047]4、X射线光源；
[0048]5、支撑机构；51、机架；52、三维调节台；521、衍射仪旋转台；522、衍射仪水平移动台；523、衍射仪竖直移动台；
[0049]6、前电离室；7、入射X射线；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种试验平台，其特征在于，包括：样品承载机构(1)，用于承载待测试样品(10)；X射线光源(4)，用于射出入射X射线(7)，所述入射X射线(7)能够射入所述待测试样品(10)；第一信号采集机构(2)，包括第一探测器(21)，所述X射线光源(4)、所述样品承载机构(1)以及所述第一探测器(21)在水平面上的投影沿第一方向依次设置，所述第一探测器(21)用于接收所述待测试样品(10)产生的X射线衍射信号；第二探测器(3)，与所述样品承载机构(1)沿第二方向设置，所述第一方向与所述第二方向呈夹角，所述第二探测器(3)用于接收从所述待测试样品(10)产生的X射线荧光信号。2.根据权利要求1所述的试验平台，其特征在于，所述样品承载机构(1)包括：样品台(11)，用于承载所述待测试样品(10)；第一旋转驱动件(12)，与所述样品台(11)连接，所述第一旋转驱动件(12)用于驱动所述样品台(11)旋转，以调节所述入射X射线(7)与所述待测试样品(10)表面的夹角。3.根据权利要求2所述的试验平台，其特征在于，所述样品承载机构(1)还包括：样品升降调节件(13)，与所述样品台(11)连接，并用于调节所述样品台(11)的高度。4.根据权利要求2或3所述的试验平台，其特征在于，所述第一信号采集机构(2)还包括：第二旋转驱动件(22)，与所述第一探测器(21)连接，所述第二旋转驱动件(22)用于驱动所述第一探测器(21)旋转，以使所述第一探测器(21)采集空间内不同位置的X射线衍射信号。5.根据权利要求4所述的试验平台，其特征在于，所述第一探测器(21)的旋转轴线与所述第二方向平行，且所述第一探测器(21)的旋转轴线与所述样品台(11)的旋转轴线重合。6.根据权利要求4所述的试验平台，其特征在于，所述第一信号采集机构(2)还包括：连接架(23)，所述第二旋转驱动件(22)和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雨，高振华，储胜启，张贵凯，殷子，尹春霞，张静，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：