劉俊 姜其立 帥麒麟 李融武潘秋麗 程琳? 王榮?

1) (北京師范大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,射線束技術(shù)教育部重點實驗室,北京 100875)

2) (北京市輻射中心,北京 100875)

3) (北京師范大學(xué)物理學(xué)系,北京 100875)

為同時實現(xiàn)微米量級待測區(qū)域和毫米量級待測區(qū)域的物相分析,以及對表面不平整樣品準(zhǔn)確的物相分析,本實驗室結(jié)合X射線衍射技術(shù)、CCD相機成像技術(shù)和毛細(xì)管微會聚X光調(diào)控技術(shù),研制了一款能根據(jù)待測區(qū)域大小自適應(yīng)調(diào)節(jié)照射X射線束斑直徑的點光源X射線衍射儀Hawk-II,其主要組成包括X射線源系統(tǒng)、六維聯(lián)動運動系統(tǒng)、CCD相機、X射線探測系統(tǒng)和基于LabVIEW的軟件控制系統(tǒng).為驗證設(shè)備的可行性,對表面不平整的人民幣五角硬幣進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)Hawk-II測得的衍射圖與標(biāo)準(zhǔn)PDF卡基本一致,而帕納科X-Pert Pro MPD測得的衍射圖最大偏移角度高達(dá)0.52°.對清代紅綠彩瓷白釉和表面鍍Cu,Fe的納米材料采用不同直徑的X射線束進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)白釉的晶體分布較為均勻,而納米材料的表面鍍膜不均勻.應(yīng)用Hawk-II分析一片西漢青銅,根據(jù)其銹蝕點的大小自適應(yīng)調(diào)節(jié)照射X射線束斑直徑,從而實現(xiàn)了物相的精確分析.由分析結(jié)果可知,Hawk-II不僅擁有準(zhǔn)確分析不規(guī)則樣品的能力,而且擁有從微米級到毫米級待測區(qū)域的物相分析能力,并兼具能量色散X射線熒光分析功能,在諸多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景.

1 引 言

X 射線衍射 (X-ray diffraction,XRD)是一種標(biāo)準(zhǔn)的測量物質(zhì)物相結(jié)構(gòu)的分析方法[1-3].隨著自然科學(xué)各個領(lǐng)域的發(fā)展,X射線衍射技術(shù)在滿足常規(guī)物相結(jié)構(gòu)分析的條件下,還向微區(qū)物相結(jié)構(gòu)分析的方向發(fā)展,如分析地學(xué)中單顆粒礦物、大氣單顆粒物或古陶瓷的顏料等[4,5]； 此外XRD還要求樣品表面平整或者制成粉末樣品,因而一些表面不規(guī)則并且無法研磨制樣的珍貴樣品,如宇宙隕石、古代瓷器和古代銅器等樣品的無損物相分析成為了難點[6-8].目前已有的微區(qū)X射線衍射儀卻僅限于微米量級待測區(qū)域的物相分析,其微束X射線束無法滿足毫米量級待測區(qū)域的物相分析需求[9].而常規(guī) X 射線衍射儀采用 1 mm × 10 mm 線光源,經(jīng)過索拉狹縫準(zhǔn)直后的X射線束在水平方向上的發(fā)散度約為 1°,在垂直方向的發(fā)散度約為 3°—5°,高發(fā)散度的X射線束在分析表面不平整樣品時,會造成入射X射線的角度發(fā)生改變,出現(xiàn)X射線探測器計數(shù)減少或衍射峰位偏移的現(xiàn)象[10],從而給物相結(jié)構(gòu)的識別帶來困難.因此,需要發(fā)展一種照射X射線束直徑可調(diào)節(jié),同時既能滿足毫米量級待測區(qū)域的物相結(jié)構(gòu)分析又能滿足微米量級待測區(qū)域的物相結(jié)構(gòu)分析,還能對表面不平整且無法研磨制樣的珍貴樣品進(jìn)行原位測量等功能的新型X射線衍射儀.

毛細(xì)管微會聚X光透鏡可以將X射線管出射的X射線束從毫米量級逐漸會聚到微米量級,不僅能使照射X射線的強度增強數(shù)十倍,同時可保持透鏡出口端X射線束的發(fā)散度在水平和垂直方向上為0.15°左右[11].因而會聚后X射線束照射在表面不平整樣品上時,X射線衍射峰位不會因樣品表面存在的空隙、彎曲度或不平整而發(fā)生偏移,從而能極大地提高X射線衍射分析的強度、準(zhǔn)確性和靈敏度[12].除此之外,還可以通過改變透鏡出口端與樣品照射點的相對距離來改變照射X射線的束斑直徑,使得照射X射線的束斑直徑不僅能滿足毫米量級的常規(guī)X射線衍射分析,還能滿足微米量級的微區(qū)X射線衍射分析.

綜上所述,為同時實現(xiàn)微區(qū)物相分析、常規(guī)物相分析以及對表面不平整樣品準(zhǔn)確的物相分析,并且可以根據(jù)待分析區(qū)域大小自適應(yīng)地調(diào)節(jié)照射X射線束斑直徑等功能,本實驗室結(jié)合毛細(xì)管微會聚X光調(diào)控技術(shù)、X射線衍射技術(shù)和CCD相機成像技術(shù)研制了一款適用于多領(lǐng)域的點光源自適應(yīng)束斑X射線衍射儀,并且針對相應(yīng)的分析方法學(xué)展開了研究.

2 Hawk-II的組成及性能參數(shù)

2.1 自適應(yīng)X射線束斑的實現(xiàn)

Hawk-II的自適應(yīng)調(diào)節(jié)X射線束斑直徑的功能是通過CCD相機成像技術(shù)和毛細(xì)管微會聚X射線調(diào)控技術(shù)的特點來實現(xiàn)的.毛細(xì)管X光透鏡束斑直徑 (full width at half maxima,FWHM)與探測點到透鏡出口端距離F之間的關(guān)系如圖1[13]所示,從透鏡出口端到焦斑處X射線束的直徑逐漸變小[13].因此,通過改變透鏡出口端與探測點F可以獲得不同直徑的照射X射線束斑.Hawk-II所采用的毛細(xì)管微會聚X光透鏡聚焦X射線的束斑變化示意圖如圖2所示.由刀口掃描法[14]測得選用的毛細(xì)管微會聚X光透鏡在Cu-Kα(8.04 keV)能量下焦斑F2處的束斑直徑最小約為680μm,透鏡出口端的束斑直徑最大約為 1300 μm.自適應(yīng)調(diào)節(jié)X射線束斑直徑的具體過程如下： 首先由CCD相機實時觀測樣品待測區(qū)域,在CCD相機視野里框選出待測區(qū)域的內(nèi)切圓,接著由測量軟件計算出待測區(qū)域內(nèi)切圓的直徑并將數(shù)據(jù)傳輸給計算機,再由計算機控制光管運動系統(tǒng)沿X射線軸線運動,使照射X射線束斑直徑與實際待測區(qū)域內(nèi)切圓的直徑相符,以實現(xiàn)根據(jù)實際待測區(qū)域大小自適應(yīng)調(diào)節(jié)照射X射線束斑直徑的功能.

圖1 透鏡束斑大小(FWHM)與探測點到透鏡出口端距離(F)之間的關(guān)系Fig.1.The FWHM of X-ray beam spots varied with the distances (F) from the measured spots to the exit of polycapillary X-ray optics.

2.2 Hawk-II的組成

Hawk-II主要由X射線源系統(tǒng)、六維聯(lián)動運動系統(tǒng)、CCD相機、X射線探測系統(tǒng)和軟件控制系統(tǒng)組成,其結(jié)構(gòu)如圖3所示.X射線源系統(tǒng)由X射線管 (Cu 靶,荷蘭 PHILIPS,1 mm × 1 mm 點光源,最大功率為2600 W)、毛細(xì)管微會聚X光透鏡(后焦距為 200 mm,焦斑為 680 μm)、吸收片 (Ni,厚度為17 μm)、閉環(huán)水冷系統(tǒng)和高壓電源組成.六維聯(lián)動運動系統(tǒng)包括一維光管運動系統(tǒng)、二維θ-2θ角掃描系統(tǒng)和三維樣品臺運動系統(tǒng),其中一維光管運動系統(tǒng)可以沿X射線軸向運動來調(diào)整透鏡出口端相對于樣品的距離； 二維θ-2θ角掃描系統(tǒng)由兩個聯(lián)動的轉(zhuǎn)角組成,可以實現(xiàn)X射線衍射分析所需的角掃描； 三維樣品臺運動系統(tǒng)控制樣品運動使待測點保持在角掃描系統(tǒng)的軸心上.CCD相機具有20倍的放大功能、1400萬像素.X射線探測系統(tǒng)由X射線探測器、集成式脈沖分析器和索拉狹縫組成,探測器和分析器采用美國Amptek 公司的SDD X射線探測器(Be窗有效面積為25 mm2,厚度為 8 μm,5.9 keV 能量處 FHWM = 130 eV)和PX5單/多通道數(shù)字脈沖分析器.軟件控制系統(tǒng)包括計算機、可編程邏輯控制器(programmable logic controller,PLC)和基于 LabVIEW 的控制軟件組成.由控制軟件輸入信號再傳遞給PLC,由PLC發(fā)出脈沖信號給六維聯(lián)動運動系統(tǒng)的電機使其運動.控制系統(tǒng)通過調(diào)用PX5的單通道脈沖分析功能啟動衍射分析模式,調(diào)用PX5的多通道脈沖分析功能啟動熒光分析模式.

圖2 毛細(xì)管微會聚X光透鏡聚焦X射線的束斑變化示意圖Fig.2.Diagram of changes in beam spot size of X-ray focus by the slightly-focusing polycapillary X-ray optics.

圖3 點光源的自適應(yīng)束斑X射線衍射儀(Hawk-II)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3.The schematic diagram of adaptive beam spot X-ray diffractometer with point source (Hawk-II).

2.3 Hawk-II的性能參數(shù)

2.3.1 單色化

Hawk-II采用17 μm厚的Ni吸收片做為單色器吸收來自Cu靶的Cu-Kβ,為X射線衍射分析提供所需的單色化X射線.加Ni吸收片和不加Ni吸收片的X射線散射光譜[15]如圖4所示,其實驗條件為： 電壓 40 kV,電流 2 mA,探測時間 300 s.由圖4可以得出,加Ni吸收片后Cu-Kα的強度占總X射線強度的比值由84.48%上升到99.62%,而Cu-Kβ的強度比值由13.99%降低到0.27%,因此經(jīng)過Ni吸收片后的X射線為Cu-Kα的單色X射線.

圖4 加Ni吸收片和不加Ni吸收片兩種條件下的X射線散射譜Fig.4.X-ray scattering spectra with and without Ni filter.

2.3.2 測量準(zhǔn)確度

衍射儀固有的角度測量準(zhǔn)確度直接影響物相分析結(jié)果的準(zhǔn)確性[16].為了驗證Hawk-II的測量準(zhǔn)確度,選取衍射峰位于10°到120°之間低角度、中角度和高角度的三種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)： 單晶Si(1 1 1)(JCPDS 75-0590),單晶 Si(4 0 0)(JCPDS 75-0590)和單晶 GaAs(5 1 1)(JCPDS 29-0615)進(jìn)行 X 射線衍射分析.所測得的三種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的衍射圖疊加在圖5 中,實驗條件為： 電壓 30 kV,電流 30 mA,步距角 0.1°,探測時間 0.5 s,照射 X 射線束斑直徑 1300 μm.從圖5 可以看出,Hawk-II所測得的衍射峰位與三種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的PDF卡的衍射峰位(圖5中虛線所示)符合得很好.表1展示了三種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)衍射峰位的測量值與PDF卡的對比,分析可知Hawk-II測得的每個衍射峰的角度誤差都小于 0.01°.以上分析結(jié)果表明,Hawk-II具有較高的測量準(zhǔn)確度.

圖5 Si (1 1 1),Si (4 0 0) 和 GaAs (4 1 1)的衍射圖Fig.5.The XRD patterns of Si (1 1 1),Si (4 0 0) and GaAs(4 1 1) crystals.

表1 Si (1 1 1),Si (4 0 0) 和 GaAs (4 1 1) 的測量數(shù)據(jù)對比Table 1.The comparison of measurement data of Si (1 1 1),Si (4 0 0) and GaAs (4 1 1).

3 實驗與分析

3.1 表面不平整樣品的物相分析

為探究Hawk-II分析表面不平整樣品的可行性,選取一枚表面凹凸不平的人民幣五角硬幣作為樣品,分別使用 Hawk-II與 X-pert-pro-MPD(荷蘭,帕納科)X射線衍射儀對樣品進(jìn)行物相結(jié)構(gòu)分析.樣品及待測點如圖6所示,Hawk-II的照射X射線束斑直徑約為1300 μm.其實驗條件如表2所示,測得的衍射圖如圖7所示.

由圖7可以得出,二種衍射儀測得的衍射峰數(shù)量一致,與標(biāo)準(zhǔn)PDF卡進(jìn)行比較可知,人民幣五角硬幣的主要物相為銅錫合金Cu40.5Sn11(JCPDS 31-0485)和 CuO(JCPDS 48-1548).X-Pert Pro MPD所測得的衍射圖峰位(圖7中藍(lán)虛線)與標(biāo)準(zhǔn) PDF卡(圖7中黑實線)相比發(fā)生了較大的偏移,在 Cu40.5Sn11(8 8 8)晶面處的偏移角度高達(dá)0.52°,而Hawk-II測得的衍射圖峰位(圖7中紅虛線)與標(biāo)準(zhǔn)PDF卡幾乎完全一致.衍射圖中強度的不同是由于儀器探測時間不同所導(dǎo)致,X-Pert Pro MPD和Hawk-II的探測時間分別為20和2 s.而Hawk-II所測得的衍射峰發(fā)生展寬是因為采用毛細(xì)管微會聚X光透鏡作為聚焦器件,從透鏡出射的X射線束除中心的大部分平行光外,其外圍的會聚X射線束相對于平行光具有一定的角度導(dǎo)致衍射峰展寬.該實驗證明Hawk-II對比常規(guī)X射線衍射儀在測量表面不平整樣品時具有更大優(yōu)勢.

圖6 人民幣五角硬幣及其測試點Fig.6.The RMB 5 Jiao coin and the detected point.

表2 兩種衍射儀的實驗條件對比Table 2.Measurement conditions of two diffractometers.

圖7 兩種衍射儀測量人民幣五角硬幣的衍射圖Fig.7.The XRD patterns of the RMB 5 Jiao coin measured by two kinds of diffractometers.

3.2 不同直徑X射線束斑的物相分析與比較

為探究不同直徑的照射X射線束對物相分析的影響,分別選取清代紅綠彩瓷殘片和表面鍍20 nm厚的 Cu和Fe納米薄膜材料為待測樣品,對其進(jìn)行不同直徑X射線束斑的物相分析并對結(jié)果進(jìn)行比較分析.

3.2.1 清代紅綠彩瓷白釉的物相分析

對一塊清代紅綠彩瓷殘片的白釉分別采用直徑為680和1300 μm的X射束進(jìn)行衍射分析,分析結(jié)果如圖8 所示.實驗條件為： 電壓 30 kV,電流 30 mA,步距角 0.15°,探測時間 5 s.分析圖8可知,清代紅綠彩瓷白釉的主要晶相為鉀長石KAlSi3O8(JCPDS 09-0462)和莫來石 3Al2O3·2SiO2(JCPDS 02-0452).兩種X射線束斑下所測得的衍射圖峰形和衍射圖強度都較為相似,雖然采用的照射X射線束斑直徑不同但是X射線總照射強度卻并未改變,,而兩種X射線束斑下的衍射強度變化不明顯，說明清代紅綠彩瓷白釉的晶相分布比較均勻.由于直徑為1300 μm的X射線束斑照射面積更大,照射范圍內(nèi)的某些微晶數(shù)量更高,其衍射峰能更好地呈現(xiàn)出來,所以衍射圖中部分弱峰只有采用直徑為1300 μm的X射線束才能探測到.衍射圖中20°到30°之間的彌散峰主要是瓷釉在燒制過程中所形成的非晶相所致.

圖8 清代紅綠彩瓷白釉不同照射束斑的衍射圖對比Fig.8.The comparison of XRD patterns of Qing Dynasty red and green porcelain white glaze with different beam spots.

3.2.2 納米薄膜材料的物相分析

選取 GaAs(1 0 0)單晶為基底,表面鍍 20 nm厚的 Cu和Fe納米薄膜材料為樣品[17](采用的鍍膜方法為金屬蒸汽真空弧離子源法),分別使用直徑為680和1300 μm的照射X射線束對納米薄膜樣品進(jìn)行物相分析,實驗結(jié)果如圖9所示.實驗條件為： 電壓 30 kV,電流 30 mA,步距角 0.15°,探測時間1 s.分析圖9可知,不同直徑的X射線束斑所測得的晶相相同,為 CuO(JCPDS 02-1041)和Fe2O3(JCPDS 24-0072)的晶相,這兩種晶相是由薄膜中的Cu和Fe在空氣中氧化所形成.衍射圖中晶相的峰面積出現(xiàn)了較大變化,相比于直徑為680 μm的X射線束斑,在直徑為1300 μm的X射線束斑下Fe2O3晶相的峰面積增加了近2倍,而CuO晶相的峰面積增加了1.5倍左右,這表明不同X射線束斑照射范圍內(nèi)同一晶相的密度不同,并且兩種晶相的分布相互之間也不成比例,因此可以推斷該納米薄膜材料表面的Cu和Fe鍍膜分布不均勻[17].

圖9 GaAs為基底表面鍍 Cu 和 Fe 的納米薄膜在不同照射束斑下的衍射圖對比Fig.9.The comparison of XRD patterns of GaAs based Cu and Fe plated film with different beam spots.

綜合以上兩個采用不同照射X射線束斑的實驗可知,在不限制待測區(qū)域面積的前提下,更大的照射X射線束斑可以獲得更多細(xì)節(jié)的衍射數(shù)據(jù)信息.因此,為保證獲得待測區(qū)域內(nèi)所含的完整衍射信息,應(yīng)使X射線照射區(qū)域與待測區(qū)域相符.

3.3 自適應(yīng)束斑在分析古青銅樣品中的應(yīng)用

為驗證Hawk-II自適應(yīng)調(diào)節(jié)照射X射線束斑的功能,選取一塊西漢青銅碎片做為樣品,其不同銹蝕點的面積大小不一并且銹蝕表面不平整,為準(zhǔn)確地探測到銹蝕點所有的物相信息,應(yīng)使X射線照射區(qū)域與銹蝕區(qū)域相符.選取如圖10所示的青銅綠銹、紅銹、黑銹和截面做為待測點對其進(jìn)行物相分析.

圖10 西漢青銅及其測試點Fig.10.A piece of bronze produced in western Han Dynasty and the detected points.

研究表明,青銅是以Cu,Sn和Pb為主要元素的合金鑄造而成[18].為研究青銅銹蝕產(chǎn)物的物相組成,對四個待測點分別進(jìn)行X射線衍射分析,各個探測點的照射X射線束斑直徑如表3所示.測得的衍射圖如圖11所示,實驗條件為： 電壓30 kV,電流 30 mA,步距角 0.15°,探測時間 5 s.通過分析測得的衍射圖并與標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片對比,得到四個測試點的礦物晶相呈現(xiàn)在圖11中： 綠銹中主要含有孔雀石 (Cu2(OH)2CO3,JCPDS 41-1390)、白鉛礦 (PbCO3,JCPDS 52-1527)等的晶相； 黑銹中主要含有黑銅礦 (CuO,JCPDS 48-1548)、一種銅錫合金 (Cu10Sn3,JCPDS 26-0564)、白鉛礦、孔雀石等的晶相； 紅銹中主要含有赤銅礦(Cu2O,JCPDS 03-0892)、塊黑鉛礦 (PbO2,JCPDS11-0548)、黑銅礦等的晶相； 截面中主要包含銅錫合金(Cu10Sn3)、黑銅礦、輝銅礦 (Cu2S,JCPDS 32-0348)、鉛丹(Pb3O4,JCPDS 41-1493)等的晶相[19-21].

表3 各探測點的 X 射線束斑直徑Table 3.X-ray Beam diameter of each detected points.

根據(jù)測得的XRD數(shù)據(jù)分析可知,這片西漢青銅殘片主要銹蝕產(chǎn)物為孔雀石、黑銅礦、赤銅礦、輝銅礦、白鉛礦和鉛丹等[19-21].青銅在長期掩埋地下的過程中,基體的表面吸附了介質(zhì)中的各種離子,其中Cl-隨青銅本身的缺陷如小孔、縫隙滲入內(nèi)部引發(fā)孔蝕并導(dǎo)致環(huán)境成酸性,從而進(jìn)一步加快了銹蝕過程,而能促進(jìn)表面形成致密的孔雀石晶體,起到保護(hù)膜的作用[22,23].

圖11 西漢青銅表面銹蝕區(qū)域和截面的XRD圖Fig.11.XRD patterns of corrosion area and section of bronze surface of Western Han Dynasty.

4 結(jié)果與討論

在分析表面凹凸不平的人民幣五角硬幣實驗中,帕納科X-pert-pro-MPD X射線衍射儀所測得衍射圖的五個衍射峰位都發(fā)生了偏移,這樣的探測結(jié)果將導(dǎo)致物相識別出現(xiàn)誤差,而Hawk-II所測得的衍射峰位與標(biāo)準(zhǔn)PDF卡幾乎一致,因此Hawk-II在探測不規(guī)則樣品時較常規(guī)X射線衍射儀具有更大的優(yōu)勢.在探究不同直徑的照射X射線束對物相分析的影響時,對清代紅綠彩瓷的實驗分析可知,清代紅綠彩瓷白釉的晶體分布較為均勻,采用大的照射X射線束斑能更好地獲取微小晶體的衍射信息,與常規(guī)X射線衍射儀需要將珍貴的古瓷器制成粉末進(jìn)行分析測量相比較,Hawk-II能實現(xiàn)對古陶瓷等文物樣品的無損原位分析和研究； 對以GaAs為基底表面鍍20 nm厚Cu和Fe的納米薄膜材料采用不同束斑進(jìn)行分析的實驗可知,對不同X射線束斑測得的衍射圖的峰強變化和晶相的峰面積變化進(jìn)行分析,可以判斷納米薄膜材料表面的鍍層是否均勻[17],因此Hawk-II的可變束斑在檢測樣品是否均勻方面有一定的應(yīng)用前景.由西漢青銅器的晶相分析結(jié)果可以了解到,青銅器原本的鑄造材料是以銅、錫、鉛為主要元素的合金,根據(jù)青銅器的主要腐蝕產(chǎn)物氧化銅、堿式碳酸銅、碳酸鉛等可以進(jìn)一步推斷青銅器的銹蝕過程與其所處的土壤環(huán)境息息相關(guān),并可以根據(jù)青銅的銹蝕機理為青銅器的保護(hù)提供理論依據(jù)[19,20,21].

此外,毛細(xì)管微會聚X光透鏡的使用讓照射點的X光強度提升了幾十倍,使得Hawk-II在2 s的探測時間也能取得峰形很好的衍射圖,比X-pert-pro-MPD 20 s的探測時間節(jié)省了近十倍的測量時間,并且Hawk-II采集的衍射圖本底更低,擁有更好的峰背比.在X射線衍射分析中峰位的準(zhǔn)確性直接影響到晶相分析是否正確,而衍射峰半高寬影響的只是峰的成型,所以本衍射測得的衍射峰略寬但并不影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性.常規(guī)X射線衍射儀照射區(qū)域過大且無法改變,常常超出目標(biāo)探測區(qū)域,導(dǎo)致探測到的物相包含有其他區(qū)域的物相,使得分析的結(jié)果不夠準(zhǔn)確； 而微束衍射儀的X射線束斑過小,不能包含待測區(qū)域內(nèi)所有的物相信息并且無法滿足常規(guī)分析的需求.Hawk-II可以根據(jù)待測點的大小來改變照射X射線束的直徑,使得X射線照射區(qū)域與待測區(qū)域相符,從而實現(xiàn)對樣品物相信息的精準(zhǔn)分析.同時Hawk-II具備的能量色散X射線熒光分析功能為X射線衍射分析提供元素信息,加快了物相檢索的過程.

5 結(jié) 論

本實驗室研發(fā)的點光源自適應(yīng)束斑X射線衍射儀Hawk-II,是一款結(jié)合X射線衍射技術(shù)、CCD相機成像技術(shù)和毛細(xì)管微會聚X光調(diào)控技術(shù),可以根據(jù)待分析區(qū)域的直徑,自適應(yīng)調(diào)節(jié)X射線照射束斑直徑的衍射儀.Hawk-II不僅能滿足毫米量級的常規(guī)物相分析需求,還可以滿足微米量級的微區(qū)物相分析需求,同時對表面不平整樣品也能實現(xiàn)精確的物相分析.與此同時,對Hawk-II的軟件控制系統(tǒng)進(jìn)行編程設(shè)計,可用于實現(xiàn)Hawk-II的集中式控制和自適應(yīng)調(diào)節(jié)束斑的功能.因此Hawk-II是一款通用于常規(guī)物相結(jié)構(gòu)分析和微區(qū)物相結(jié)構(gòu)分析的X射線衍射儀,具備測量準(zhǔn)確、探測速度快、操作簡便等優(yōu)勢,將在諸多領(lǐng)域具有應(yīng)用前景.

非常感謝中國科學(xué)院大學(xué)考古學(xué)與人類學(xué)系羅伍干教授提供的西漢青銅碎片樣品.