硬x光辐射的好处

介绍

本白皮书列出了使用硬材料分析研究辐射的主要好处。x射线粉末衍射仪通常配备使用铜阳极x射线源。为特定的应用程序,然而,切换到更短的波长,困难的辐射,就像从x光管帽或Ag)阳极,获得了明显改善了铜、甚至允许与铜辐射实验,是不可能的,就像实验,一个大问需要探测范围。

通常,人们利用同步辐射,但源新发展,光学和探测器技术允许各种辐射实验室实验在家里。在这个白皮书提出六个关键优势辐射研究的困难。

较大的穿透深度

无机材料,铜的穿透深度K-alpha通常只有几微米(见表1)。为了从一个更大的样本中提取信息,辐射是一个优势在传输实验。由于较大的穿透深度,可以观察到晶体工作设备的变化,如锂离子电池,并执行高压金刚石对顶砧的实验。硬辐射允许使用传输几何无机样品。

	Cr (2.29)	有限公司(1.79)	铜(1.54)	莫(0.71)	Ag) (0.56)
艾尔	19	39	60	572年	1131年
铜	6	11	17	18	35
钢	9	9	4	28	54
W	1	2	2	4	8
铬镍铁合金	6	7	7	26	37
Ni35-Al	7	14	22	29日	55
菲2O3	16	32	7	58	112年
有限公司3O4	13	25	5	43	84年
钕铁硼	7	6	3	26	50
如果	18	36	54	527年	1040年
LiFePO4	23	46	18	155年	298年

表1。的例子在µm穿透深度不同的材料和不同的x射线波段

更好的结晶信息

晶体学家们喜欢来衡量他们的粉末样品的毛细管几何——准备样品在玻璃毛细血管的最好方法是减少粉末样品择优取向的影响。与莫辐射结合光学聚焦探测器允许使用大口径毛细管没有损失角分辨率或过度吸收问题。此外,它允许一个更好的测定原子热像双线性参数。

图1所示。里特维德细化铁(IO₃)₃开展HighScore套件[1]。空间群P63细胞参数a = b = 9.2361 (1) a, c = 5.23882 (7);Rwp = 2.4, GoF = 3.4

可靠的信息对当地材料的结构分析(PDF)

对分布函数(PDF)分析,以前同步源的领域,对实验室多功能衍射仪成为可能,苍天,精心优化光路较低和无特色的背景。莫,最多问17 a - 1的范围可以达到甚至与Ag) 21 a - 1。

图2。结构函数S (Q)比较两个同步beamlines GaliPIX苍天^{3 d},从[2]。

允许x射线成像和计算机断层扫描对于一大类材料

硬辐射允许x光成像和计算机断层扫描较大的一类材料。更渗透莫或Ag)辐射允许厚和/或密度样品成功的评估。

图3。多孔混凝土。上面一行与小孔,底下一行大毛孔。混凝土板的照片,b) 3 d视图使用等值面呈现,c)的横截面样本显示详细毛孔(蓝色)和混凝土框架与选择区域确定孔的地方。

高效的数据收集

当使用辐射代替铜辐射,收集所需的2θ的范围相同数量的反射降低。一系列100°2θ与铜辐射对应~ 30°2θAg)辐射。full-pattern一秒钟时间分辨率成为可能。

图4。高效完整模式快照(33度与Ag)辐射,相当于与铜辐射~ 100度)记录在2秒。

更好的准备时间同步加速器束

虽然实验室系统固有的x射线通量低得多,他们的主要优势是直接可用性。梁次样品可以测试之前提交项目批准的机会增加。

图5。四个完整的商业移动电池的充放电循环,与Ag)辐射测量(5分钟/扫描,14小时总测量时间)。

谁应该对硬辐射研究感兴趣吗?

• 研究人员调查的化学反应。密苏里州和Ag)辐射的增加渗透允许化学反应的观察而不需要打开密封的容器。在operando锂离子电池的研究是一个很好的例子。最新的2 d x射线探测器,甚至空间信息可以得到解决。
• 研究人员感兴趣的非晶状态。x射线对分布函数(PDF)分析,虽然技术很长一段时间,现在已经成为访问更大的组研究人员由于硬件和软件的改进。PDF提供有价值的信息关于非晶和纳米晶体材料的原子间的距离。
• 晶体学家们。小说聚焦光学莫和Ag)辐射,以及优化的探测器,有助于发现细节的晶体结构,可能以前只发现在同步数据。
• 董事的中央研究机构在大学、政府研究机构和企业。硬辐射衍射是有吸引力的各种应用程序。感谢苍天的无与伦比的前缀的概念,用户可以切换不同的配置从样本获取最多的信息从生物材料对金属电化学细胞药物。

莫尔文Panalytical,硬的首选伴侣辐射的应用程序

苍天系统设计最先进的数据质量,包括更要求硬辐射应用程序。系统的所有方面提供优越的数据质量:

• 一个仪器外壳为连续操作在60岁kV励磁电压、密苏里州和Ag K-alpha辐射的最大流量。乐器识别使用的x光管,并将这些信息自动存储在.xrdml数据文件,从而避免解释错误和防止用户设置应用于管它不能处理。
• 一个x射线发生器专为4千瓦操作,所以继续操作的最大3 kW莫管在一定范围内。
• x光管专门为阳极优化稳定。所有衍射角硬辐射系统每小于铜系统定义,所以光路的稳定性(例如x射线管x射线镜像)至关重要。与我们的开发团队内部x射线管,我们多次增强传统管设计为了方便稳定,长寿命的操作。
• 高质量的x射线的镜子传输几何。聚焦镜,高角分辨率数据成为可能等样品玻璃毛细血管和工作设备电池。
• 一个光路为低,无特色的设计背景。硬x射线辐射穿透也缝和面具,完全不透明的铜辐射,并导致增加分散在边缘和空气本身。尤其敏感应用,比如PDF要求背景是绝对自由的特性,分析成功的关键。只有在苍天这是全面评估,并证明其价值在世界各地的一些设施。
• 充足的经验在使用硬辐射non-ambient实验。我们的应用程序团队运行困难与几乎所有商用non-ambient室辐射实验,并要求改善这些地方的供应商。我们紧密合作的领先制造商non-ambient环境和可以集成定制non-ambient环境作为一种特殊的项目。
• 优化x射线探测器托收的辐射数据。硬辐射需要强烈吸收传感器材料。传统x射线探测器配备气体或硅传感器。这些传感器只是部分吸收辐射。在一些设计,传播辐射在读出电路,最终可能导致敏感的潜在辐射损伤读出电路。
• 我们的专利Pixirad技术使用冷却、优质CdTe传感器,不透明90 keV给卓越的图像分辨率和像素的只有60微米大小。由于只有一个像素的点扩散函数,盛开的图片不是发生,产生非常锋利的图像。由于宇宙射线的背景噪声有限,这种探测器技术的动态范围是如此之高,即使是x射线成像,摄影及计算机断层扫描是可能的。偶尔辐照探测器的直接光束不会造成损害。

图6。探测效率的函数为Si和CdTe光子能量与不同厚度(h)

• 分析软件建立了辐射。我们的.xrdml数据格式包括使用波长。我们HighScore软件随时可以用于分析硬射线粉末衍射数据和提供独特的例程的卢瑟福阿普尔顿实验室开发的计算PDF的实验数据。计算机断层扫描解接口直接与知名VG StudioMax软件体积图形。
• 灵活性。我们的仪器设计时考虑到未来。我们明白你的研究兴趣将会改变。由于其独特的前缀哲学,允许每个用户更改配置,无需费力的变更程序,任何用户都可以,例如:
  • 从辐射很难改变x射线管铜、,
  • 切换不同的光学组件和(non-ambient)样品阶段
  • 几何反射和透射之间切换(保持样品水平)和毛细管几何

• 长寿。我们的记录在行业最新的技术进步可以安装基础,甚至在某些情况下系统安装10多年前。
• 安全。我们的仪器满足最严格的安全法规。每个仪器测试与硬辐射管之前装运。我们积极参与著名的第三方辐射安全官员来验证我们的设计和过程。

参考书目

[1]t·德根m . Sadki e·布朗的美国康尼锡,g . Nenert粉末衍射(S2), 29日S13-S18 (2014)。
[2]g . Confalonieri m . Dapiaggi m . Sommariva m . Gateshki A.N.惠誉,a .; 8:32 30(2)粉末衍射,S65车型(2015)。

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