Способ формирования элемента рентгеновской оптики


C04B35/522 - Формованные керамические изделия, характеризуемые их составом (пористые изделия C04B 38/00; изделия, характеризуемые особой формой, см. в соответствующих классах, например облицовка для разливочных и плавильных ковшей, чаш и т.п. B22D 41/02); керамические составы (содержащие свободный металл, связанный с карбидами, алмазом, оксидами, боридами, нитридами, силицидами, например керметы или другие соединения металлов, например оксинитриды или сульфиды, кроме макроскопических армирующих агентов C22C); обработка порошков неорганических соединений перед производством керамических изделий (химические способы производства порошков неорганических соединений C01)

Владельцы патента RU 2707766:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) (RU)

Изобретение относится к научному приборостроению, а именно к области разработки элементов рентгеновской оптики, в частности к способам изготовления устройств для рассеяния, коллимации и фокусировки потока рентгеновского излучения высокой плотности в широком диапазоне длин волн. В способе формирования элемента рентгеновской оптики из мелкозернистого графита элементы изготавливают из мелкозернистого графита в форме окатыша. Исходный материал в виде кубиков 5×5 мм обрабатывают в планетарной шаровой мельнице в остаточной атмосфере воздуха. При обработке частоту вращения меняют ступенчато от 300 до 600 об/мин с шагом 50 об/мин каждые 20 мин. Для улучшения рельефа поверхности окатышей к исходному материалу добавляют 6-7 мас. % порошка меламина. Для увеличения плотности поверхности окатышей к исходному материалу добавляют 8-10 мас. % порошка SiC фракцией 0-100 мкм. Техническим результатом изобретения является удешевление способа получения элемента рентгеновской оптики, обладающего заданной структурой и требуемыми свойствами рассеяния и преломления рентгеновского излучения повышенной плотности энергии в широком диапазоне длин волн. 2 ил.

 

Изобретение относится к научному приборостроению, а именно к области разработки элементов рентгеновской оптики, в частности, к способам изготовления устройств для рассеяния, коллимации и фокусировки потока рентгеновского излучения высокой плотности в широком диапазоне длин волн, в том числе от синхротронных источников нового поколения и лазеров на свободных электронах, может быть использовано для проведения процессов рентгеновской микроскопии, рентгеновской спектроскопии, рентгеновской томографии, а также в физике дифракции, биологии, медицине и других областях науки и техники, где используется интенсивное рентгеновское излучение.

Из существующего уровня техники известен способ получения элемента рентгеновской оптики, который выполнен из бериллия с конформным наноразмерным защитным покрытием из оксида алюминия Al2O3 (RU 171207 U1, опубл. 24.05.2017). Недостатками данного способа являются дорогостоящий бериллиевый материал и метод атомно-слоевого осаждения защитного слоя оксида алюминия. Формирование пространственно-модулированного рентгеновского пучка можно осуществить с использованием монокристаллических пластин GaAs, Si или Ge, но возникает необходимость в дополнительных средствах регулирования температуры из-за разницы коэффициентов температурного расширения материалов, затвердевшего клеевого слоя и подложки (RU 155934 U8, опубл. 20.10.2015). Использование заявляемого способа на основе мелкозернистого графита и обработки в планетарной шаровой мельнице на несколько порядков удешевляют такой элемент.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому способу является способ изготовления заготовок из мелкозернистого графита (RU 2488554 U, опубл. 27.07.2013). Недостатками этого способа является сложная технология, включающая ступенчатую термообработку, прессование и длительный многочасовый высокотемпературный отжиг.

В заявляемом изобретении элемент рентгеновской оптики выполняют в форме окатыша из мелкозернистого графита методом механохимической обработки в планетарной шаровой мельнице.

Задачей заявляемого изобретения является удешевление способа получения элемента рентгеновской оптики, обладающего заданной структурой и требуемыми свойствами рассеяния и преломления рентгеновского излучения повышенной плотности энергии в широком диапазоне длин волн.

Поставленная задача решается тем, что в способе формирования элемента рентгеновской оптики из мелкозернистого графита согласно изобретению элементы изготавливают из мелкозернистого графита в форме окатыша. Исходный материал в виде кубиков 5×5 мм обрабатывают в планетарной шаровой мельнице в остаточной атмосфере воздуха. При обработке частоту вращения меняют ступенчато от 300 до 600 об/мин с шагом 50 об/мин каждые 20 мин.

Для улучшения рельефа поверхности окатышей к исходному материалу добавляют 6-7 мас. % порошка меламина.

Для увеличения плотности поверхности окатышей к исходному материалу добавляют 8-10 мас. % порошка SiC фракцией 0-100 мкм.

Причем, использование сформированного заявляемым способом элемента рентгеновской оптики, изготовленного с более низкой себестоимостью и трудоемкостью, не понижает рабочие характеристики устройств для управления потоком рентгеновского излучения за счет изменения коэффициента поглощения рентгеновского излучения, увеличения разрешающей способности и широкополостности.

Способ осуществляется следующим образом. Для формирования элемента рентгеновской оптики в планетарную шаровую мельницу загружают мелкозернистый графит МПГ-7, нарезанный кубиками 5×5 мм. Соотношение массы загрузки к массе шаров составляет (8÷10):1. При меньшем соотношении процесс формирования окатышей замедляется, а при большем соотношении окатыши измельчаются и разрушаются. Обработку ведут в остаточной атмосфере воздуха методом ступенчатой механохимической обработки. Частоту обработки изменяют от 300 до 600 об/мин с шагом 50 об/мин каждые 20 мин.

Во втором варианте формирования элемента рентгеновской оптики к исходному материалу добавляют меламин марки RN-M40 Roshal Group 6-7 мас. %. Обработку проводят аналогично первому варианту. В результате получают окатыши с улучшенным рельефом поверхности.

В третьем варианте к исходному материалу добавляют 8-10 мас. % порошка SiC фракцией 0-100 мкм. Обработку проводят аналогично первому варианту. В результате получают окатыши с упрочненной поверхностью увеличенной плотности.

При разработке заявленного способа формирования элемента рентгеновской оптики выполнен анализ влияния патентуемого элемента на микроскопические характеристики рассеяния рентгеновского излучения оптической системой рентгеновской установки, схема которой изображена на Фиг. 1. Показана возможность применения патентуемого элемента в качестве диффузора оптической острофокусной рентгеновской системы. Оптические характеристики системы с патентуемым элементом не ухудшаются и имеют дополнительные качественные характеристики, расширяющие ее рентгенооптические возможности определяющие разрешающую способность в малоугловой области.

Например, образец патентуемого элемента рентгеновской оптики, изготовленного по первому варианту, использовался для получения декогерентных свойств рентгеновского излучения на приведенной рентгеновской установке (Фиг. 1).

На фиг. 2 представлены результаты исследования образца патентуемого элемента, где обозначены 1 - оригинальный профиль интенсивности рассеяния рентгеновского излучения; 2 - профиль интенсивности с патентуемым элементом.

На Фиг. 2. а) показано - микроскопическое изображение; Фиг. 2. б) - распределение интенсивности рассеяния рентгеновского излучения исследуемым образцом.

По результатам можно сделать вывод: патентуемый элемент рентгеновской оптики можно использовать для получения декогерентных свойств оптической системы, так как, несмотря на понижение интенсивности первого интерференционного максимума на 0,5%, происходит сглаживание интерференционного рассеяния в малоугловой области (до первого максимума рассеяния).

Использование заявляемого изобретения позволяет получить элемент рентгеновской оптики, который не снижает рабочие характеристики устройств для управления потоком рентгеновского излучения, но при этом используется дешевый исходный материал и способ формирования элемента. Отсутствие длительного многочасового высокотемпературного отжига и необходимости в прессовании значительно сокращают время и средства.

Способ формирования элемента рентгеновской оптики, при котором элемент изготавливают из мелкозернистого графита, отличающийся тем, что элемент рентгеновской оптики получают в форме окатыша в планетарной шаровой мельнице в остаточной атмосфере воздуха из кубиков 5×5 мм мелкозернистого графита МПГ-7, или смеси кубиков 5×5 мм мелкозернистого графита МПГ-7 и 8-10 мас. % порошка SiC с фракцией 0-100 мкм, или смеси кубиков 5×5 мм мелкозернистого графита МПГ-7 и не более 6-7 мас. % порошка меламина методом ступенчатой механохимической обработки от 300 до 600 об/мин с шагом 50 об/мин каждые 20 мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии получения сцинтилляционного кристаллического материала для детекторов излучения, используемых для приборов позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), рентгеновской компьютерной томографии (КТ), различных радиметров в области физики высоких энергий, ресурсодобывающих приборов.

Изобретение относится к получению керамического материала для использования в составе замедлителя нейтронов для нейтронозахватной терапии. Предложен спеченный компакт фторида магния дискообразной формы, имеющий сквозное отверстие, ось которого совпадает с осью спечённого компакта, и не содержащий трещин или сколов.

Изобретение относится к устройству-решетке (1) для устройства рентгеновской визуализации, интерферометрическому блоку (2), системе (3) рентгеновской визуализации, способу рентгеновской визуализации, и элементу компьютерной программы для управления таким устройством, и машиночитаемому носителю, хранящему такой элемент компьютерной программы.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам рентгеновской визуализации.. Аппарат рентгеновской визуализации содержит рентгеновский источник (XR), детектор (D) рентгеновского излучения, интерферометр (IF), расположенный между рентгеновским источником (XR) и детектором (D), причем интерферометр содержит по меньшей мере одну интерферометрическую дифракционную решетку (G1), структура которой является наклоняемой вокруг первой оси, перпендикулярной оптической оси упомянутого аппарата визуализации, причем по меньшей мере одна дифракционная решетка (G1) посредством этого способна ориентироваться под различными углами наклона относительно упомянутой первой оси, по меньшей мере одну дополнительную дифракционную решетку источника (G0), расположенную между интерферометрической дифракционной решеткой (G1) и рентгеновским источником, причем структура (G0) дифракционной решетки источника выполнена с возможностью преобразовывать испускаемое рентгеновское излучение в рентгеновское излучение с повышенной когерентностью, адаптерный механизм (SGC) дифракционной решетки для адаптации эффективного шага дифракционной решетки по отношению к дифракционной решетке (G0) источника и/или по отношению к интерферометру (IF), причем адаптерный механизм (SGC) дифракционной решетки работает по отношению к дифракционной решетке (G0) источника, чтобы i) заменять структуру (G0, G01) дифракционной решетки источника на новую структуру дифракционной решетки источника, имеющую шаг, отличный от шага дифракционной решетки (G0) источника, или ii) по меньшей мере объединять упомянутую структуру (G0, G01) дифракционной решетки источника с другой структурой (G02) дифракционной решетки источника, имеющей шаг, отличный от шага дифракционной решетки (G0) источника, так чтобы компенсировать вызванное любым из упомянутых углов наклона изменение эффективной длины пути через пространство между дифракционной решеткой (G0, G01) источника и интерферометром (IF).

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к визуализации с помощью компьютерной томографии. Система визуализации содержит источник излучения, чувствительную к излучению матрицу детекторов и динамический послепациентный фильтр, включающий в себя один или более сегментов фильтра, при этом сегменты фильтра выполнены с возможностью перемещения в направлении оси z и перпендикулярно направлению пучка излучения или в направлении, поперечном оси z, и перпендикулярно направлению пучка излучения.

Изобретение относится к системе формирования изображений. Система содержит источник (310), имеющий фокус (406), который испускает пучок излучения, проходящий через область исследования, чувствительную к излучению детекторную матрицу (316), имеющую множество пикселей, обнаруживающих излучение, проходящее через область исследования, и формирующую проекционные данные, характеризующие обнаруженное излучение.

Изобретение относится к области экспериментальной физики и может быть использовано для получения холодных нейтронов с помощью низкотемпературного замедлителя в горизонтальном канале на исследовательском реакторе.

Изобретение относится к разделению частиц (кластеров) по их массам на фракции газодинамическими силами c последующим их улавливанием на выходе сверхзвукового сопла.

Использование: для рентгеновской микроскопии, микротомографии, спектроскопии, флуоресцентной спектрометрии. Сущность изобретения заключается в том, что линза для рентгеновского излучения, выполненная из полимерного материала, включает по меньшей мере одну рабочую поверхность, выполненную в виде параболоида вращения с радиусом кривизны в вершине параболоида до 0,4 мкм.

Изобретение предназначено для управления сходимостью рентгеновского пучка. Осуществляется управление сходимостью рентгеновского пучка, получаемого в результате облучения исходным рентгеновским пучком дифракционного блока, путем воздействия электрическим полем на пластину пьезоэлемента.

Изобретение относится к компоновке на основе решетки и способу спектральной фильтрации рентгеновского пучка. Компоновка на основе решетки содержит дисперсионный элемент, содержащий призму, сконфигурированную для дифрагирования рентгеновского пучка на первую компоненту пучка, имеющую первое направление, и вторую компоненту пучка, имеющую второе направление, отклоненное от первого направления; первую решетку, сконфигурированную для создания первой дифракционной диаграммы упомянутой первой компоненты пучка и второй дифракционной диаграммы упомянутой второй компоненты пучка, причем вторая дифракционная диаграмма сдвинута относительно первой дифракционной диаграммы; и вторую решетку, содержащую по меньшей мере одно отверстие, установленное на линии от максимальной до минимальной интенсивности первой дифракционной диаграммы или второй дифракционной диаграммы.

Изобретение обеспечивает создание коммерчески доступного источника ЭУФ излучения для ЭУФ метрологии и актинической инспекции литографических ЭУФ масок. Реализуется за счет использования лазерной мишени в виде непрерывной струи жидкого лития (1), циркулирующего через зону взаимодействия по замкнутому контуру (9) посредством высокотемпературного насоса (11).

Изобретение относится к устройствам для проведения рентгенодифракционных исследований материалов. Дифрактометр содержит источник рентгеновского излучения, размещенные за ним последовательно по ходу рентгеновского луча первую щелевую диафрагму, первый гониометр, вторую щелевую диафрагму, второй гониометр, а также детектор излучения, дополнительно содержит отдельный съемный блок.

Изобретение относится к дифракционному блоку для управления сходимостью рентгеновского пучка. Дифракционный блок включает дифрагирующий элемент, выполненный в виде дифрагирующей монокристаллической пластины, и подложку, к которой приклеена указанная пластина с кривизной ее рабочей поверхности, образующей профиль дифрагирующего элемента.

Использование: для фокусировки коротковолнового излучения. Сущность изобретения заключается в том, что рентгеновская линза на основе эффекта отражения включает изогнутое параболическое основное зеркало, фокусирующее в меридиональной плоскости, при этом непосредственно на основном зеркале сформированы боковые эллиптические зеркала, фокусирующие в сагиттальной плоскости, и количество боковых зеркал может быть более одного.

Изобретение относится к устройству для управления сходимостью рентгеновского пучка. При осуществлении заявленной группы изобретений предусмотрено изменение температуры дифракционного блока, изготовленного с рабочим профилем его дифрагирующего элемента, соответствующим условию коллимации или фокусировки рентгеновского пучка, в соответствии с предлагаемыми двумя вариантами изготовления дифракционного блока, основанными на одновременном изгибе входящих в состав дифракционного блока дифрагирующего элемента и подложки.

Изобретение относится к средствам формирования рентгеновских дифференциальных фазоконтрастных изображений. Для того чтобы улучшить информацию, полученную формированием фазоконтрастных изображений, анализаторная дифракционная решетка (34) для формирования рентгеновских дифференциальных фазоконтрастных изображений снабжена структурой (48) поглощения.

Изобретение относится к средствам формирования рентгеновских дифференциальных фазово-контрастных изображений, в частности к устройству преломления для формирования рентгеновских дифференциальных фазово-контрастных изображений.

Изобретение относится к научному приборостроению, а именно к области разработки элементов рентгеновской оптики, в частности к способам изготовления устройств для рассеяния, коллимации и фокусировки потока рентгеновского излучения высокой плотности в широком диапазоне длин волн. В способе формирования элемента рентгеновской оптики из мелкозернистого графита элементы изготавливают из мелкозернистого графита в форме окатыша. Исходный материал в виде кубиков 5×5 мм обрабатывают в планетарной шаровой мельнице в остаточной атмосфере воздуха. При обработке частоту вращения меняют ступенчато от 300 до 600 обмин с шагом 50 обмин каждые 20 мин. Для улучшения рельефа поверхности окатышей к исходному материалу добавляют 6-7 мас. порошка меламина. Для увеличения плотности поверхности окатышей к исходному материалу добавляют 8-10 мас. порошка SiC фракцией 0-100 мкм. Техническим результатом изобретения является удешевление способа получения элемента рентгеновской оптики, обладающего заданной структурой и требуемыми свойствами рассеяния и преломления рентгеновского излучения повышенной плотности энергии в широком диапазоне длин волн. 2 ил.

Наверх