Малоугловой дифрактометр

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае (fl)! щр 6 01 Й 2 /201

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ З

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ . " " "".: 6„. (21) 3396113/18".25 (22) 09.02.82. (46) 30.07.83. Бюл, М 28 (72) И.Е.Лифшиц, Ф.П.Резников, В.М.Дымшиц, Н.И.Сосфенов, Ю.H.éîáèтов и Л,A.ÔÜéãéí (56) 1. Авторское свидетельство СССР. N 445560, кл, G .01 И 23/20» 1972.

- 2. Установка КРМ-1. Техническое описание производственного объединения "Научприбор" r. Орел., 1979 (прототип), (7f) Специальное конструкторское бюро Института кристаллографии .им. А,B,Шубникова . (53) 548.734,5(088.8) % (54)(57) МАЛОУГЛОВОЙ ДйфРАКТОМЕТР» включающий источник излучения и де» тектор, герметичный вакуумный. корпус с окном для прохождения излучения, внутри которого расположены устройство для формирования пучка со шторками и держатель образца, о т л и ч а ю щ и и с -я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения юстировни,-корпус выполнен в виде установлейных одна ,над другой с возможностью поворота отдельных секций, в которых последо"

;вательно установлены устройство для формирования пучка, держатель образца и детектор, rip>i этом каждая штор- Я

:ка устройства для формирования пучка расположены в отдельной секции.

Изобретение относится к приборе" строению и может быть использовано . при исследовании малоугловога излучения во есем диапазоне длин волн синхротронного излучения, а также рассеяния молекулярных, нейтронных и электронных пучсов.

Известен малоугловой рентгеновский дифрактометр, включающий гони-. ометр, на котором смонтированы ис" точник излучения, коллиматоры первичного пучка и рассеянного излучения, системы измерения и регистрации угла дифракции, интенсивностей первичного и рассеянного излучений, вакуумной камеры и программного управления (1), Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности .является малоугловой дифрактометр КРИ-1, предназначенный для исследования структурных свойств вещества методом ди-.. фракции рентгеновских лучей и вклю" чающий источник излучения и детектор„ герметичный вакуумный корпус:.с окнам для прохождения излучения, внутри которого расположены устройства для формирования пучка со шторками и держатель образца g 2).

Однако известный дифрактометр недостаточно точен при измерении уг- лов дифракции менее 1, что не.даГ ет возможность изучать Форму микро" частиц вследствие- неточности взаимно».

ro расположения деталей, формирующих первичный пучок, как из-за деформации под действием веса горизонтально расположенного основания, так и потому, . что трудно установить кроьки шторок параллельными одна другой за счет сложности юстировочного устройства, а также неточности измерений из"за наличия фона от воэникаощего паразитного рассеяния лучей на молекулах воздуха при эксплуатации прибора и его юстировке, что вызвано располо" жением детектора вне вакуумной камеры и неприспособленностью прибора для проведения юстировки в вакууме.

Недостатком также является наличие вредного излучения в зоне обслу- живания прибора вследствие расположения детектора вне вакуумной камеры, Цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение юстировки.

Поставленная цель достигается тем, что в дифрактометре, включаю32379 3 щем источник излучения и детектор, герметичный вакуумный корпус с окном ,для прохождения излучения, внутри которого расположены устройство для формирования пучса со шторками и держатель образца, корпус выполнен в виде установленных одна над другой с возможностью поворота отдельных секций, в которых последовательно ycIð тановлены устройство для формирова- ния пучка, держатель образца и детектор, при этом каждая шторка устройства для формирования пучка расположена в отдельной секции. шторки формирующего устройства и держатель образца снабжены вакуумными вводами движения.

Дифрактометр снабжен охлаждаемыми экранами, расположенными внутри

20 корпуса, и нагревателями корпуса, На чертеже представлен предлагаемый малоугловой дифрактометр.

Дифрактометр включает вакуумную камеру, выполненную в виде верти25 кального корпуса 1, состоящего из отдельных секций 2 с герметичным ок ном 3, систему 4 откачки,. соединен.ную с корпусом 1, и источник 5 излучения, элементы формирования пуч30 ка, выполненные в виде шторок 6, держатель 7 образца, детектор 8, охлаждаемые экраны 9, нагреватели 10, вакуумный ввод 11 движения детекто" ра, вакуумный ввод 12 движения об35 разца, вакуумные вводы 13 движения шторок и лес 14 для установки образца. Выполнение корпуса в виде установленных одна над другой с возмож40 ностью поворота отдельных секций, в которых последовательно установ. лены устройство для формирования . пучка, держатель образца и детектор, и расположение каждой шторки форми45 рующего устройства в отдельной секции дают возможность повысить точ" ность измерений вследствие того, что легко достигается высокая точность регулирования параллельности кромок формирующих шторок за счет относительного псворота секций (например, с помощью специального механизма поворота, снабженного отсчетным устройством); технически проста зафиксировать достигнутое в результате

55 регулировки положение кромок формирующих шторок (с помощью, например, штифтов); корпус установлен вертикально и поэтому направление его

1032379 ф лучение регистрируется детектором 8, перемещение которого с помощью вакуумного ввода движения позволяет поо- . лучать зависимость интенсивности рассеяния в функции угла рассеяния. е Установка образца осуществляется чей рез люк 14. и В дифрактометре могут.использоваться молекулярные, нейтронные, 10 электронные, рентгеновские пучки лучей и синхротронное излучение.

Молекулярные пучси используются ия для определения потенциалов взаимодей" ствия молекул с поверхностями конро- 15 денсированных фаз, кластерных обпри- разований, микрочастиц, параметров энергообмена молекулярных пучков с поверхностями микро- и макрообраэований и характеристик массообмена нрю

2О гомогенных и гетерогенных взаимодействиях, Нейтронные пучси применяются для изучения распределения локальной плотности s микрочастицах, макромо-.

-25 лекулах и кластерах. х Электронные пучки используются. для изучения структуры тонких пленок я и для исследования кинетики и термо-: динамики образования ионов.

3 тепловых деформаций, а также де формаций, вызванных силой тяжести совс1адает с пучсом лучей (или час тиц), используемых в приборе, и и этому они не влияют-на форму попе речного сечения пучка, его углово распределение и точность покаэани .. детектора (как это имеет место пр традиционной схеме построения при бора с-размещением его элементов на горизонтально расположенном ос новании) . .Снабжение элементов формирован пучка и держателя образца вакуумными вводами движения позволяет и изводить юстировку и регулировку бора, не нарушая вакуума в нем. . Охлаждаемые экраны и нагревате ли позволяют получать и поддержи. вать высский и сверхвысокий вакуум при .проведении исследований с помо щью потоков электронов, молекул и синхротронного излучения в широком диапазоне длин волн.

Стенки вакуумной камеры, внутри которой проходит пучок -используемы лучей, одновременно защищают опера тора от их воздействия, обеспечива безопасность обслуживания прибора.

Дифрактометр работает следующим образом, Предварительно производится на- . . стройка прибора путем поворота.секций 2 одна относительно другой, штор ки 6 устанавливаются таким образом, чтобы их кромки были параллельными, 35 и производится их фиксация.

Первичный луч из источника 5 из" лучения проходит через окно 3, снабженное герметичной перегородкой, проницаемой для лучей, Пройдя через элементы формирования пучка. лучей, . выполненные в виде шторок 6, луч приобретает заданные размеры поперечного сечения и углового распределения. <5

Каждая из формирующих шторок 6 сион" тирована в отдельной секции 2 и снабжена индивидуальным вакуумным вводом

13 движения, служащим. для регулировки, позволяющей менять толщину пучса и его положение. Далее луч попадает на образец ;,укрепленный в держателе образца. Вакуумный ввод движения обеспечивает регулировку положения образца относительно сформированного луча, Пройдя через обра- 55 эец, первичный луч частично рассеивается за счет взаимодействия его с веществом образца. Рассеянное изРентгеновские пучки применяются для изучения размеров, формы и коли-:: чества структурных неоднородностей и для определения размеров и формы микрочастиц и параметров микронеров-, ностей, !

Синхротронное излучение применя" о ется для изучения энергии химических связей, энергетической структу- ры микро- и масрообъектов.

Предлагаемый малоугловой дифрактометр позволяет повысить точность измерения по сравнению с известным, например довести степень нестабильности первичного пучса излучения до, +13, лри его ширине, равной 20 (в известном дифрактометре степень нестабильности при той же ширине пучка +203).

Кроме того, если в известном дифрактометре минимальный угол, доступный для измерений, составляет

2, то s предлагаемом 1 .

Секционная конструкция вакуумной камеры расширяет функцйональные воэможности устройства за счет воэможности выбора любой из известных схем эксперимента путем простой замены одних секций другими.

1032379

Составитель Т,Владимирова

Редактор А.Лежнина Техред И. Гайду, Корректор Г, Реаетни к

»» »М«»»««» »«»» «» «»» «»

»» »

Закаа 5394/49 Тираж 873 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытйй

113035 Иосква, 3-35 Рауаская наб., д, 4/5

»»«»««»« » » Ф «« ° » филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4