【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于动态宽谱x射线衍射，具体涉及一种多元素纳米合金背光靶材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、x射线衍射分析技术基于x射线在晶体材料中的衍射效应进行物质结构分析。由于x射线衍射遵循bragg(布拉格)定律，从x射线衍射花样中反演晶体材料的点阵类型和晶胞参数，是当前最直接、最可靠的技术手段。动态x射线衍射技术是在高压加载过程中的某个时刻插入x射线脉冲，通过瞬时衍射花样的反演解析获取该时刻材料内部的晶格演化信息的技术。早在1969年，johnson等就开始尝试将短时脉冲x射线衍射技术用于冲击加载下单晶体力学行为的测量，并于1970年成功获得了(002)晶面的动态衍射信号，为极端变形条件下材料微观结构演化的实时表征开辟了一条全新的道路。
2、根据x射线能量范围的不同，动态x射线衍射分析技术又可以分为基于单色x光的bragg衍射和基于宽谱x光的laue(劳厄)衍射。与单色光衍射成像技术相比，laue衍射不但可以在相同的曝光时间内采集到更为丰富的衍射斑信号，以提升衍射信号的采集效率，还对微观尺度上晶体内部缺陷结构的变化行为更加敏感，形成的衍射斑星芒及卫星斑能够更加清晰的表明滑移所导致的塑性变形的发生，进而给出缺陷类型、密度和空间分布等关键信息。
3、近年来，利用高能激光与金属靶相互作用产生脉冲x射线的原理，研究人员将大型激光装置作为集加载和诊断能力为一体的综合实验平台。通过合理的靶装置设计及背光靶材料选择，实现动态加载过程的原位x射线测量。
4、高功率激光脉冲聚焦轰击靶面，可以产生高温稠密的
5、利用纳秒激光与固体靶相互作用可以获得数kev能段的x射线，其中包括：针对中低原子序数(低z)靶材料的k壳层x射线源，针对中原子序数(中z)靶材料的l壳层x射线源，以及针对高原子序数(高z)靶材料的m壳层x射线源。基于这类机制所产生的x射线能量分布较窄，通常具有较好的单色性，被广泛应用于动态x射线成像及衍射实验。2010年，suggit等首次通过在10μm塑料衬底上依次蒸镀ti、v、pd、ag、sn、csi和sm金属，借助多种固体靶元素特征x射线谱复合的思路，实现了250j激光能量驱动下准连续宽谱x射线源的构建，并将其成功应用于单晶cu冲击变形行为的研究，观察到了双滑移行为引起的晶面转动现象。
6、与前两类技术手段相比，基于多元金属靶的动态宽谱x射线诊断方法对装置的要求较低，且x射线能量范围可通过调控金属元素的组成来自由调节，因此能够针对具体物理问题进行衍射波长的调整，具有更大的发展及改进空间。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种多元素纳米合金背光靶材料及其制备方法和应用，可激发形成较理想的laue衍射源。
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种多元素纳米合金背光靶材料，具体为均匀负载在碳纸基底表面的类球形合金纳米颗粒；所述类球形合金纳米颗粒包括至少三种高原子序数(高z)元素，且各高原子序数元素所占的原子百分比不低于5％。
4、进一步地，所述高原子序数元素为se、la、re、sm、dy、yb或pt。
5、进一步地，所述类球形合金纳米颗粒的粒径为50～500nm。
6、进一步地，通过采用不同组合的高原子序数元素，实现所激发的准连续x射线的能量范围调节。
7、所述多元素纳米合金背光靶材料的制备方法，包括以下步骤：
8、步骤1、确定纳米合金包括的所有高原子序数元素，将各高原子序数元素对应的氯化物分别溶于无水乙醇中，混合后得到多元混合前驱体溶液；
9、步骤2、将多元混合前驱体溶液滴加至碳纸基底上，50℃下烘干得到负载合金氯化物的碳纸基底；
10、步骤3、在保护气氛下对负载合金氯化物的碳纸基底进行碳热冲击反应，得到多元素纳米合金背光靶材料。
11、进一步地，步骤1中各高原子序数元素对应的氯化物溶于无水乙醇后的浓度为500mol/l。
12、进一步地，步骤3中碳热冲击反应的具体过程为：在每平方厘米的碳纸基底上施加15～25v的瞬时电压，通过碳纸基底的电流产生焦耳热，进而产生高温脉冲，促使负载的合金氯化物在高温下分解，其中cl元素气化后挥发，高原子序数元素在碳纸基底表面的还原环境下互溶形成合金纳米液滴；由于瞬时电压的脉冲时间限制在1s以内，熔融状态的合金纳米液滴来不及迁移长大，碳纸基底在断电后迅速冷却，表面形成类球形合金纳米颗粒。
13、本专利技术还提供了所述多元素纳米合金背光靶材料在动态宽谱x射线源中的应用。
14、进一步地，将剪裁的多元素纳米合金背光靶材料安装在高能脉冲激光平台的光路中，在1.0～3.2kj的脉冲激光驱动下，产生准连续宽谱x射线。
15、本专利技术的有益效果为：
16、1、本专利技术提出了一种多元素纳米合金背光靶材料，具体为均匀负载在碳纸基底表面且包括至少三种高原子序数元素的类球形合金纳米颗粒，利用高原子序数元素的特征x射线谱系丰富以及纳米颗粒的限域效应的特点，在脉冲激光的驱动下可产生准连续x射线，作为laue衍射源应用，且x射线能量范围可通过调控高原子序数元素的组成来自由调节；
17、2、本专利技术所得多元素纳米合金背光靶材料应用于动态宽谱x射线源时，安装在高能脉冲激光平台的光路中被1.0～3.2kj的脉冲激光驱动产生，无需经历气体球内爆过程，因而对应用装置的要求较低，并可针对具体物理问题进行衍射波长范围的调整，具有巨大的应用潜力。
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1.一种多元素纳米合金背光靶材料，其特征在于，具体为均匀负载在碳纸基底表面的类球形合金纳米颗粒；所述类球形合金纳米颗粒包括至少三种高原子序数元素，且各高原子序数元素所占的原子百分比不低于5％。
2.根据权利要求1所述多元素纳米合金背光靶材料，其特征在于，所述高原子序数元素为Se、La、Re、Sm、Dy、Yb或Pt。
3.根据权利要求1所述多元素纳米合金背光靶材料，其特征在于，所述类球形合金纳米颗粒的粒径为50～500nm。
4.根据权利要求1所述多元素纳米合金背光靶材料，其特征在于，通过采用不同组合的高原子序数元素，实现所激发的准连续X射线的能量范围调节。
5.权利要求1～4任一项所述多元素纳米合金背光靶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，步骤3中碳热冲击反应的具体过程为：在每平方厘米的碳纸基底上施加15～25V的瞬时电压，并将瞬时电压的脉冲时间限制在1s以内，碳纸基底在断电后迅速冷却，表面形成类球形合金纳米颗粒。
7.权利要求1～4任一项所述多元素纳米合金
...【技术特征摘要】
1.一种多元素纳米合金背光靶材料，其特征在于，具体为均匀负载在碳纸基底表面的类球形合金纳米颗粒；所述类球形合金纳米颗粒包括至少三种高原子序数元素，且各高原子序数元素所占的原子百分比不低于5％。
2.根据权利要求1所述多元素纳米合金背光靶材料，其特征在于，所述高原子序数元素为se、la、re、sm、dy、yb或pt。
3.根据权利要求1所述多元素纳米合金背光靶材料，其特征在于，所述类球形合金纳米颗粒的粒径为50～500nm。
4.根据权利要求1所述多元素纳米合金背光靶材料，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：邬春阳，王倩男，吴开拓，张敬珍，闫裔超，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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