[发明专利]衍射装置及衍射测量方法

说明书

本发明属于X射线测量的技术领域，公开了一种衍射装置及衍射测量方法，包括光源发生器、样品载体、探测器和金刚石对顶砧，光源发生器能够提供用于测试的X射线，探测器用于记录与样品发生衍射后的不同角度的X射线光子数；样品载体和金刚石对顶砧之间形成封闭的腔体，腔体用于放置样品，从金刚石对顶砧两侧向对顶方向施压能压迫腔体，从而在普通实验室中即可实现高压原位衍射测量。

技术领域

本发明属于X射线测量的技术领域，尤其涉及一种衍射装置及衍射测量方法。

背景技术

综合极端条件(包括高压、低/高温等条件)原位测量技术，如原位X衍射、拉曼、红外等前沿原位测量方法可以获得物质在压力维度下的重要信息，为创造新物态、合成新材料、发现新现象提供了机遇。相比其他的表征方法，X射线衍射(X-ray diffraction，XRD)是观察晶体物质内部原子与分子的结构或形态等信息的最重要、最有效和最直接的手段之一。

然而，长期以来，受限于普通实验室X衍射仪的强度弱、光斑大，并且不能进行透射式衍射测量等，使其无法应用于极端条件下的研究，这极大限制了X射线在科研上的应用。

因此，有必要提供一种能够满足测量条件的实验室的高压原位衍射装置。

发明内容

本发明旨在提供一种衍射装置，实现极端条件下的X射线衍射测量，并提供了一种利用该衍射装置进行X射线衍射测量的方法。

本发明解决上述技术问题之一所采用的技术方案是：

本发明实施例一方面提供了一种衍射装置，包括光源发生器、样品载体、探测器和金刚石对顶砧，所述光源发生器能够提供用于测试的X射线，所述探测器用于记录与样品发生衍射后的不同角度的X射线光子数；所述样品载体和所述金刚石对顶砧之间形成封闭的腔体，所述腔体用于放置样品，从所述金刚石对顶砧两侧向对顶方向施压能压迫所述腔体。

作为上述技术方案的改进，所述样品载体上设有贯通所述样品载体两侧的样品腔，所述金刚石对顶砧对应所述样品腔的两端抵持在所述样品载体的两侧，所述金刚石对顶砧和所述样品腔围成所述腔体。

作为上述技术方案的进一步改进，衍射装置包括支架，所述支架上设置有载台和一对压块，所述金刚石对顶砧放置于所述载台上，所述压块用于对所述金刚石对顶砧的两侧施压。

作为上述技术方案的进一步改进，所述支架上设置有调节装置，所述调节装置用于调节所述压块之间的距离。

作为上述技术方案的进一步改进，所述调节装置包括气囊压力控制装置，所述气囊压力控制装置包括流量控制器、充气气囊和气流管路，所述充气气囊设置在所述压块的一侧，所述气流管路连通于所述充气气囊，所述流量控制器设置在所述气流管路上。

在另一种可选的实施例中，衍射装置还包括用于为样品提供温度条件的温度控制系统。

进一步的，所述温度控制系统包括加热系统，所述加热系统包括激光发生器，所述激光发生器用于向样品发射激光。

更进一步地，所述加热系统还包括加热装置，所述加热装置用于对所述腔体加热。

可选的，所述温度控制系统还包括冷却系统，所述冷却系统用于为所述腔体降温。

进一步的，所述冷却系统包括冷却管路，所述冷却管路用于连通冷却气源从而向所述金刚石对顶砧输送冷却气体。

可选的，所述温度控制系统还包括温度采集单元，通过所述温度采集单元能够采集所述腔体内的温度。

在另一种可选的实施例中，衍射装置还包括输出单元，所述输出单元能够可视化显示所述探测器采集的数据。

本发明实施例的另一方面，提供了一种利用上述任一方案的衍射装置进行的衍射测量方法：