小角X射线散射

摘要： 聚酰胺复合纳滤膜的分离性能主要由聚酰胺分离层决定。在界面聚合反应过程中,有机相溶剂的物理性质影响两相单体在界面的溶解及扩散行为,使聚酰胺分离层微观形貌结构发生变化,从而改变膜性能。以异构烷烃混合型溶剂Isopar G,Isopar H,Isopar L和Isopar M为有机相溶剂采用界面聚合法制备聚酰胺复合纳滤膜,考察上述有机相溶剂对复合纳滤膜聚酰胺交联度、分离层微观结构和聚酰胺高分子链堆积程度的影响,通过分析有机相溶剂物理性质与纳滤膜分离性能、聚酰胺层结构参数之间的相关性,探究有机相溶剂对纳滤膜分离性能的影响机制。结果表明,有机相溶剂的表面张力与聚酰胺高分子团簇的分形维数(D_(m))呈强相关性,相关性系数为-0.98;D_(m)与复合纳滤膜的水透过系数(A)呈强相关性,相关性系数为0.95,即通过选取表面张力较低的有机相溶剂,有利于提高聚酰胺高分子的分形维数,使聚酰胺具有更高的链密度,短分子链结构堆积更加疏松,从而制备具有更高水通量的聚酰胺复合纳滤膜。有机相溶剂的表面张力与A的相关性系数为-0.97,进一步印证了上述结论。

摘要： 以7种煤样(镜质组最大反射率R_(o,max)范围为0.30%~2.23%)为研究对象,对其进行低温氮吸附和小角X射线散射(SAXS)测试,分析了散射强度校正后煤样的q-I(q)曲线及Guinier曲线特征,并对得到的最可几孔径、比表面积及表面分形维数(D_(S))的变化规律进行研究。结果表明:伊敏16号煤30 nm以上的孔隙数量最多,平朔9号煤4 nm~30 nm孔隙最发育,其余5种煤样微孔的发育程度随煤阶的增高而增大;随着变质程度增高,SAXS法和低温氮吸附法得到的最可几孔径均呈下降趋势;平朔9号煤因微孔大量发育,其最可几孔径最小;低温氮吸附得到的平均孔径、孔体积与最可几孔径的变化趋势一致,反映了随着煤化程度的提高,煤的物理结构逐渐趋于紧密化;随着变质程度增高,SAXS法所得煤样的比表面积呈先急剧减小后缓慢增大的趋势,褐煤和气煤比表面积较大,焦煤比表面积较小;当R_(o,max)1.5%时,呈相反趋势,这与封闭孔含量增多有关;随变质程度增高,两种测试手段所得表面分形维数均呈“N”字型变化趋势。

摘要： 通过小角X-射线散射技术,研究了十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)三种阳离子季铵盐表面活性剂在ChG和ChEG低共熔溶剂中的胶束行为并表征胶束的结构。研究结果表明,表面活性剂烷基链长及低共熔溶剂类型对胶束结构影响较大,而温度对其影响较小。所得结果为低共熔溶剂中有序分子聚集体的构建提供参考。

摘要： 小角X射线散射(small angle X-ray scattering,SAXS)是研究物质内部一纳米到数百纳米甚至到微米尺度级别微观结构的有力工具.近年来随着我国同步辐射技术的不断发展,同步辐射SAXS技术被越来越多地应用到各种材料的研究领域.然而,由于SAXS图谱是倒空间的信号,并不像显微镜那么直观,也不如X射线衍射(XRD)那么被大家所熟知.简要介绍了SAXS的基本原理(稀疏体系、稠密体系),简短回顾了我国同步辐射小角散射线站的发展和进步.主要介绍了最近十余年基于同步辐射SAXS原位实时检测技术在高分子材料成型加工(结晶、取向性、周期性),原位SAXS和反常SAXS技术在合金相析出(成分、团簇尺寸),以及掠入射X射线散射在介孔薄膜(区域尺寸、位错因子)和有机光伏薄膜等领域中的典型应用,并展望了同步辐射SAXS技术的发展趋势及其在材料领域的应用前景.

摘要： 先进同步辐射光源具有高通量、高相干性、高脉冲重复率等优点,将基于其的X射线衍射、小角散射、成像、谱学等表征方法与原位环境(如温度场、应力场、气氛、溶液介质等)实验装置配合,可为系统表征与评价核能系统用材料与部件的服役行为和损伤机制提供重要技术手段.核材料在高温/应力/介质/中子辐照等复杂多场环境下的服役损伤行为长期以来一直是学术界和工业界关注的焦点,其中多场耦合作用下材料微观结构演化、微观力学行为及微观损伤机制是亟需解决的关键科学问题.分别从同步辐射高能X射线衍射、微束衍射技术、小角散射技术、成像技术、谱学技术等几个方面,介绍了同步辐射表征技术在典型核材料研究中的应用.最后基于国内外在核材料领域的研究进展,展望了同步辐射技术在核材料研究中的未来发展方向.

摘要： 小角散射实验站用户获取的实验数据质量与实验站的光路优化状态(较低的散射背景、准确的样品前后光强计数等)密切相关.目前小角散射实验站光路优化是手动优化方式,不利于用户机时的有效利用.在实验物理与工业控制系统(Experimental Physics and Industrial Control System,EPICS)和控制系统工具箱(Control System Studio,CSS)平台下,使用Python语言设计并开发了光路优化自动校准程序,通过狭缝刀口扫描确定直通光中心位置,根据遗传算法的单目标和多目标优化方法自动优化,得到较低的空气背底散射图像,最终完成调光.测试结果表明:自动校准程序可以在30 min内完成实验站单色光狭缝和束流阻挡器位置调试,简化了实验站的光路优化工作,提高了小角散射实验站的自动化程度.

摘要： "十四五"期间"天蓝地绿水清"的生态环保要求准确测算不同煤阶煤的煤层气含量.煤的表面微观结构对煤层气吸附有决定作用.文章通过对比煤的微观孔隙实验方法,发现不同实验方法对孔隙分布的测算结果不同.压汞实验适用测算孔径范围为0.003～400μm的孔及裂隙,液氮实验适用测算孔径范围为0.4～500 nm的微小孔和中孔,更小孔径的结构测算应用小角X射线散射光电实验更为合宜.3种实验方法对各个数学模型构建、实验条件设置和实验样品处理有不同要求.通过系统分析实验原理和测算方法并给出应用建议,对准确测试煤的微观结构有重要作用.

摘要： 以准噶尔盆地南缘的侏罗系低煤阶煤样为研究对象,以压汞法、液氮吸附与小角X射线散射三种实验为基础,开展孔隙结构实验结果的分形维数对比研究.主要将孔径段分成2.5～9nm和9～250nm进行分析.液氮法测得的孔隙结构分形维数相对于其他两种方法较大且数值更相对稳定;通过相关性分析可知,在2.5～9nm孔径段,小角散射与液氮法测得的孔隙分形维数与样品镜质组含量呈负相关,与惰质组含量和Ro都呈正相关,且相比低温液氮,小角散射得出的分形维数的变化幅度均要更大;在9～250nm孔径段,压汞法与液氮法所测得的分形维数与镜质组含量呈正相关,与惰质组含量呈负相关,且与Ro呈负相关,压汞所获得的分形维数变化均要更大.相比于2.5～9nm孔径段的全孔(开放孔加闭孔),开放孔的分形维数更大,孔隙结构更复杂.而相比于开放孔,全孔受到显微组分的影响更大.

摘要： 为揭示不同变质程度煤岩纳米级孔隙特征,运用小角X射线散射方法(SAXS),采集镜质体反射率Rmax在0.31％～6.24％的15个样品,基于散射数据获取的煤岩孔隙率、孔径分布、比表面积和分形维数,讨论了煤化过程对煤岩纳米孔隙(0.3～100 nm)结构的影响,并用低温CO2和N2吸附DFT模型结果对孔径分布进行了验证.结果表明:在Rmax4.0％后,煤岩孔隙率和比表面积缓慢增加,微孔增长幅度变缓,煤岩表面逐渐光滑.SAXS在0.3～100 nm孔径分布(本次实验范围)中用球形形状因子与低温CO2和N2吸附结果契合度较高,煤中纳米级孔隙率及比表面积主要由微孔贡献.

摘要： 变温条件是多数散射实验最广泛的需求,在此基础上引入自动换样技术可显著地提高样品的检测效率.本文设计研发了用于同步辐射小角X射线散射(Small Angle X-Ray Scattering,SAXS)实验的可变温自动换样器,该装置可容纳100个样品,涵盖25～280°C较宽温度范围,控温精度为±1°C.实验过程中,采用二维移动台控制样品切换,采用温控仪及加热元件实现对样品温度的控制,同时编写了适配该装置的温度-行程耦合控制软件,实现远程控制样品切换、远程控温.对样品架的温度分布进行了仿真分析和实验测试.结果表明:该结构设计合理,模拟温度值与测试温度值的最大误差低于2％,可满足SAXS的多样品变温测试需求.

摘要： 煤的纳米孔隙结构特征及其演化规律是煤化学和煤层气成烃成藏研究的核心和基础,因此,煤的纳米孔隙结构特征研究成为煤化学研究的热点,充分认识它们的结构特征和演化机制,不仅可以完善煤化学基础理论,而且对煤层气的勘探开发也具有重要意义.为了揭示煤在热演化过程中的纳米孔隙分布特征及结构演化规律,选取了不同自然热演化阶段的7个煤样,对应的成熟度参数Ro值分别为0.70％、0.81％、0.89％、1.08％、2.41％、2.53％和4.02％;采用了上海光源同步辐射X射线小角散射技术分析.

摘要： 煤的纳米孔隙结构特征及其演化规律是煤化学和煤层气成烃成藏研究的核心和基础,因此,煤的纳米孔隙结构特征研究成为煤化学研究的热点,充分认识它们的结构特征和演化机制,不仅可以完善煤化学基础理论,而且对煤层气的勘探开发也具有重要意义.为了揭示煤在热演化过程中的纳米孔隙分布特征及结构演化规律,选取了不同自然热演化阶段的7个煤样,对应的成熟度参数Ro值分别为0.70％、0.81％、0.89％、1.08％、2.41％、2.53％和4.02％;采用了上海光源同步辐射X射线小角散射技术分析.

摘要： 煤的纳米孔隙结构特征及其演化规律是煤化学和煤层气成烃成藏研究的核心和基础,因此,煤的纳米孔隙结构特征研究成为煤化学研究的热点,充分认识它们的结构特征和演化机制,不仅可以完善煤化学基础理论,而且对煤层气的勘探开发也具有重要意义.为了揭示煤在热演化过程中的纳米孔隙分布特征及结构演化规律,选取了不同自然热演化阶段的7个煤样,对应的成熟度参数Ro值分别为0.70％、0.81％、0.89％、1.08％、2.41％、2.53％和4.02％;采用了上海光源同步辐射X射线小角散射技术分析.

摘要： 利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、小角X射线散射(SAXS)和Raman光谱研究了不同性能的国产CCF300炭纤维的断面形貌、微晶结构和内部微孔参数。结果表明:三种炭纤维的断面均呈颗粒状特征。相对于CCF300(B)和CCF300(C)炭纤维,CCF300(A)炭纤维的石墨微晶堆砌更紧密,微孔含量更低,微孔沿纤维轴向取向角较小,且石墨微晶的有序度较高,因此后者具有更高的拉伸强度和模量。强度相当的CCF300(B)和CCF300(C)炭纤维,CCF300(B)模量稍高的原因在于前者的平均微孔尺寸较小,取向角也较小,且其石墨堆砌厚度和有序度(即石墨化程度)略大于后者。

摘要： 利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、小角X射线散射(SAXS)和Raman光谱研究了不同性能的国产CCF300炭纤维的断面形貌、微晶结构和内部微孔参数。结果表明:三种炭纤维的断面均呈颗粒状特征。相对于CCF300(B)和CCF300(C)炭纤维,CCF300(A)炭纤维的石墨微晶堆砌更紧密,微孔含量更低,微孔沿纤维轴向取向角较小,且石墨微晶的有序度较高,因此后者具有更高的拉伸强度和模量。强度相当的CCF300(B)和CCF300(C)炭纤维,CCF300(B)模量稍高的原因在于前者的平均微孔尺寸较小,取向角也较小,且其石墨堆砌厚度和有序度(即石墨化程度)略大于后者。

摘要： 利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、小角X射线散射(SAXS)和Raman光谱研究了不同性能的国产CCF300炭纤维的断面形貌、微晶结构和内部微孔参数。结果表明:三种炭纤维的断面均呈颗粒状特征。相对于CCF300(B)和CCF300(C)炭纤维,CCF300(A)炭纤维的石墨微晶堆砌更紧密,微孔含量更低,微孔沿纤维轴向取向角较小,且石墨微晶的有序度较高,因此后者具有更高的拉伸强度和模量。强度相当的CCF300(B)和CCF300(C)炭纤维,CCF300(B)模量稍高的原因在于前者的平均微孔尺寸较小,取向角也较小,且其石墨堆砌厚度和有序度(即石墨化程度)略大于后者。

摘要： 利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、小角X射线散射(SAXS)和Raman光谱研究了不同性能的国产CCF300炭纤维的断面形貌、微晶结构和内部微孔参数。结果表明:三种炭纤维的断面均呈颗粒状特征。相对于CCF300(B)和CCF300(C)炭纤维,CCF300(A)炭纤维的石墨微晶堆砌更紧密,微孔含量更低,微孔沿纤维轴向取向角较小,且石墨微晶的有序度较高,因此后者具有更高的拉伸强度和模量。强度相当的CCF300(B)和CCF300(C)炭纤维,CCF300(B)模量稍高的原因在于前者的平均微孔尺寸较小,取向角也较小,且其石墨堆砌厚度和有序度(即石墨化程度)略大于后者。

摘要： 利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、小角X射线散射(SAXS)和Raman光谱研究了不同性能的国产CCF300炭纤维的断面形貌、微晶结构和内部微孔参数。结果表明:三种炭纤维的断面均呈颗粒状特征。相对于CCF300(B)和CCF300(C)炭纤维,CCF300(A)炭纤维的石墨微晶堆砌更紧密,微孔含量更低,微孔沿纤维轴向取向角较小,且石墨微晶的有序度较高,因此后者具有更高的拉伸强度和模量。强度相当的CCF300(B)和CCF300(C)炭纤维,CCF300(B)模量稍高的原因在于前者的平均微孔尺寸较小,取向角也较小,且其石墨堆砌厚度和有序度(即石墨化程度)略大于后者。

摘要： 利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、小角X射线散射(SAXS)和Raman光谱研究了不同性能的国产CCF300炭纤维的断面形貌、微晶结构和内部微孔参数。结果表明:三种炭纤维的断面均呈颗粒状特征。相对于CCF300(B)和CCF300(C)炭纤维,CCF300(A)炭纤维的石墨微晶堆砌更紧密,微孔含量更低,微孔沿纤维轴向取向角较小,且石墨微晶的有序度较高,因此后者具有更高的拉伸强度和模量。强度相当的CCF300(B)和CCF300(C)炭纤维,CCF300(B)模量稍高的原因在于前者的平均微孔尺寸较小,取向角也较小,且其石墨堆砌厚度和有序度(即石墨化程度)略大于后者。

摘要： 应用小角X射线散射研究含能材料降感RDX微缺陷结构，给出了降感RDX样品材料内部微缺陷尺寸以及微缺陷数量信息，分析了降感RDX晶体在生长过程中的微缺陷变化趋势。结果表明降感RDX微缺陷数量密度随晶体粒度增加逐渐降低，微缺陷特征尺度变化较小，另外降感RDX还存在部分择优取向分布特征的微缺陷，其微缺陷密度呈降低趋势。

摘要： 本发明属于半导体测量技术领域，具体涉及一种纳米结构三维形貌小角X射线散射测量方法及装置，包括：对待测样品的纳米结构周期单元的三维形貌进行描述，并用以建立三维形貌的透射小角X射线散射场模型；对三维形貌进行透射小角X射线散射场测量，得到散射图谱，其中采用的定位系统能够大范围变化入射角和方位角，能够实现多角度散射图谱测量，在此基础上在参数提取中通过特定公式在图谱中直接提取三维形貌周期信息，提取方式高效、准确，上述公式是通过将不同旋转角度ω下的Δqxz用余弦函数进行拟合得到。本发明方法是一种全新的高效实现复杂IC纳米结构三维形貌快速、非破坏性、精确测量的方法。

摘要： 本申请公开了一种二维小角X射线散射2DSAXS图谱计算方法及装置，该方法包括：获取第i个散射体的形状参数、尺寸参数和角度参数，i为大于或等于零的整数；根据第i个散射体的形状参数、尺寸参数和角度参数确定第i个散射体的目标三维矩阵Mi；对目标三维矩阵Mi进行投影，得到二维投影矩阵Ki；对二维投影矩阵Ki进行傅里叶运算，得到第i个散射体的2DSAXS图谱矩阵Li；根据2DSAXS图谱矩阵Li确定目标2DSAXS图谱。

摘要： 本发明提供一种X射线小角散射与X射线成像联用的光学系统，包括：真空腔；布置于真空腔内的束流阻挡器，包括：依次叠置的二极管、闪烁体、第一透镜组和反射棱镜；布置于真空腔外的X射线小角散射探测器；沿与X射线入射方向垂直的方向安装的X射线成像机构，包括：第二透镜组和X射线成像探测器，以及一维调焦电机；以及计算机；其中，X射线照射到样品，发生小角散射后的X射线通过X射线小角散射探测器采集，穿过样品的直通X射线经过束流阻挡器转换为可见光并被90度折射后在X射线成像探测器上成像，从而实现X射线小角散射和X射线成像的同时测量。根据本发明，提供了一种可实现对X射线小角散射和X射线成像同时检测的光学系统。

摘要： 在本文中描述用于控制照射射束光点大小以达成对不同大小的计量目标的透射式小角度X射线散射测量T‑SAXS测量的方法及系统。X射线照射光学器件子系统包含：一或多个聚焦光学元件，其具有在固定位置处的物平面及像平面；及一或多个照射孔径或狭缝，其独立地控制放大率及射束发散度。在其它方面中，连同放大率及射束发散度一起控制照射源大小及形状。以此方式，独立地控制射束发散度及样品上的照射光点大小，同时维持恒定照射通量。

摘要： 本申请涉及用于小角X射线散射测量的X射线检测光学器件。X射线装置包括支架、X射线源、检测器、致动器和控制器。支架被配置为保持样本。X射线源被配置成朝着样本的第一侧引导X射线的波束。检测器被定位于样本的与第一侧相对的第二侧上，以便接收透射穿过样本的X射线的至少一部分，并输出指示接收到的X射线的强度的信号。致动器被配置成在样本的第二侧上的一定范围的位置上扫描检测器，以便根据散射角来测量透射的X射线。控制器被耦合以接收由检测器输出的信号，并响应于信号而控制致动器，以便相对于检测器在接收到的X射线的强度是强的第二位置处的获取时间来增加检测器在接收到的X射线的强度是弱的第一位置处的获取时间。

摘要： 本申请涉及用于小角X射线散射测量的X射线源光学器件。X射线装置包括支架、X射线源、检测器和限束器。支架被配置为保持平面样本。X射线源被配置成朝着样本的第一侧引导X射线的波束。检测器位于样本的与第一侧相对的第二侧上，以便接收通过样本透射的X射线的至少一部分。限束器位于样本的第一侧上，以便拦截X射线的波束。限束器包括第一叶片和第二叶片以及第一致动器和第二致动器。第一叶片和第二叶片具有定位成相互靠近的相应的第一和第二边缘，以便在与样本的第一侧相距小于25毫米的距离处限定X射线的波束将穿过的狭缝。第一致动器和第二致动器被配置成沿着相应的第一平移轴和第二平移轴移位第一叶片和第二叶片，以便调整狭缝的宽度。

摘要： 本发明属于半导体测量技术领域，具体涉及一种纳米结构三维形貌小角X射线散射测量方法及装置，包括：对待测样品的纳米结构周期单元的三维形貌进行描述，并用以建立三维形貌的透射小角X射线散射场模型；对三维形貌进行透射小角X射线散射场测量，得到散射图谱，其中采用的定位系统能够大范围变化入射角和方位角，能够实现多角度散射图谱测量，在此基础上在参数提取中通过特定公式在图谱中直接提取三维形貌周期信息，提取方式高效、准确，上述公式是通过将不同旋转角度ω下的Δqxz用余弦函数进行拟合得到。本发明方法是一种全新的高效实现复杂IC纳米结构三维形貌快速、非破坏性、精确测量的方法。

摘要： 本发明公开了小角X射线散射仪，包括底座，所述底座内部设置有控制器，所述底座上部设置有用于产生测试所需X射线的测试光源机构、用于放置和移动样品的样品放置机构和探测机构，所述测试光源机构、样品放置机构和探测机构从左到右依次设置，所述样品放置机构包括样品舱、设置在样品舱内部的可在竖直平面二维运动的样品架机构以及设置在样品架机构上的样品放置台，所述控制器用于控制测试光源机构、样品放置机构和探测机构工作。本发明当探测器靠近样品时，可以获得样品的小角散射信号；当探测器远离样品时，可以获得样品的广角衍射信号；可以实现小角与广角数据的采集，应用范围更加广泛。

摘要： 本实用新型提供一种X射线小角散射与X射线成像联用的光学系统，包括：真空腔；布置于真空腔内的束流阻挡器，包括：依次叠置的二极管、闪烁体、第一透镜组和反射棱镜；布置于真空腔外的X射线小角散射探测器；沿与X射线入射方向垂直的方向安装的X射线成像机构，包括：第二透镜组和X射线成像探测器，以及一维调焦电机；以及计算机；其中，X射线照射到样品，发生小角散射后的X射线通过X射线小角散射探测器采集，穿过样品的直通X射线经过束流阻挡器转换为可见光并被90度折射后在X射线成像探测器上成像，从而实现X射线小角散射和X射线成像的同时测量。根据本实用新型，提供了一种可实现对X射线小角散射和X射线成像同时检测的光学系统。

摘要： 本实用新型公开了小角X射线散射仪，包括底座，所述底座内部设置有控制器，所述底座上部设置有用于产生测试所需X射线的测试光源机构、用于放置和移动样品的样品放置机构和探测机构，所述测试光源机构、样品放置机构和探测机构从左到右依次设置，所述样品放置机构包括样品舱、设置在样品舱内部的可在竖直平面二维运动的样品架机构以及设置在样品架机构上的样品放置台，所述控制器用于控制测试光源机构、样品放置机构和探测机构工作。本实用新型当探测器靠近样品时，可以获得样品的小角散射信号；当探测器远离样品时，可以获得样品的广角衍射信号；可以实现小角与广角数据的采集，应用范围更加广泛。