高炉渣非晶态含量的定量分析方法研究

通过X-ray衍射方法对高炉渣中非晶态与晶态的含量进行了定量分析研究。定量分析过程包括标准样品制备、配样与衍射以及数据处理分析。数据处理包括非晶态衍射峰及晶态峰在一定衍射角度内的积分、线性拟合与定量系数确定。提出了X-ray衍射方法所用的高炉渣标准样品的制备方法,包括100％非晶态标样和100％晶态标样。提出了由100％非晶态和100％晶态为标准样品时,高炉渣中非晶态含量的测定方法,适用于非晶态含量较高(>80%)的高炉渣的定量分析。结合数学处理和X-ray衍射结果,可得到原始高炉渣中非晶态含量和晶态含量,以及相应的比例系数,适用于非晶态含量高的高炉渣(>90%)。     

太空育种射干的X射线荧光及X射线衍射分析和表征

联用X射线荧光光谱(XRF)和粉末X射线衍射(PXRD)方法,对我国独创的第4代太空诱变育种射干中多种元素种类和含量及晶态物质进行了研究。结果表明:太空组射干K元素含量比地面组、对照品分别提高了1.03和0.31倍,Mg元素分别提高了1.44和0.06倍,Ca,Mn和Fe元素含量比地面组分别提高了0.95,0.30和0.29倍,Al元素比地面组、对照组分别降低了38.5%和85.5%,并在射干中鉴别出一水草酸钙(CaC2O4.H2O)晶体,晶体含量是地面组<太空组<对照品。从而可得出结论:太空射干中人体必需的矿质元素比地面组都更接近或优于对照品。文章研究结果和方法对筛选品质优良的太空药材籽种和推广种植太空药材以及建立中药材质量评价标准,有积极的作用和重要意义。     

准单色光照射轴锥镜的衍射特性

为了研究准单色光照射轴锥镜的衍射特性,在讨论单色平面波照射轴锥镜衍射理论的基础上,利用准单色光可以分解为不同频率单色光线性组合的特性,得到了准单色光照射轴锥镜的衍射光斑的强度分布形式。并根据仿真和实验结果比较了准单色光和单色光产生的衍射光斑强度分布的差异。结果表明,准单色光照射轴锥镜产生的衍射光斑的强度为不同频率单色光照射轴锥镜产生的强度之和,衍射条纹数比单色光的少,离轴方向的光强比单色光的衰减快。     

CO2激光诱导条件下的金属沉积层的微观分析

为了研究低功率CO2激光诱导条件下,从水性溶液中诱导金属沉积机理,利用动态力显微镜分析了金属Ag过程中的晶粒分布以及晶体生长概貌;利用电子探针研究了金属沉积层在环氧树脂表面的横向和纵向沉积现象;利用X射线衍射方法研究了Ag-Cu沉积层中的Cu晶体生长过程中晶格常数的变化。结果表明,Ag晶粒在基材表面的沉积规律、生长分布与工艺参量以及激光模式有密切关系;金属微粒在环氧树脂表面的横向沉积,直接影响金属层的宽度,而其纵向沉积直接决定金属层的厚度;同Cu相比,Ag-Cu层也在(111),(200),(220)3个晶面衍射强度较大,但点阵常数α有微小变化,说明在沉积过程中有少量的杂质原子渗透到Cu金属层。     

相干调制成像技术的迭代收敛性及重建唯一性

将相干调制成像(CMI)迭代过程等效为梯度搜索算法,建立了CMI收敛模型,从解方程角度提出为保证重建结果的唯一性需要满足的基本条件,即有调制板时光斑非0点数是无调制板时光斑非0点数的2倍,或有调制板时放大λL(λ为波长,L为衍射距离)倍后的调制板频谱截止宽度与无调制板时光斑截止宽度的比值至少为0.414。通过模拟计算进行了很好的验证。该研究为CMI的进一步优化提供了理论依据。     

同步辐射高压衍射技术

同步辐射光源具有宽光谱、高亮度、高准直等优异性能,被广泛地用于高压科学研究。在依托同步辐射光源所发展的诸多高压研究手段中,X射线衍射是最基本的也是应用最多的实验技术之一。本文简单介绍了同步辐射光的独特性能和光源的基本构成,以及同步辐射光束线和实验站的基本概念。针对基于金刚石对顶砧(DAC)的高压X射线衍射技术,阐述了多种测试方法的原理和应用,包括粉末衍射、单晶衍射、多晶衍射、径向衍射、激光加温衍射以及快速加载衍射等。对北京同步辐射装置(BSRF)4W2高压衍射线站所提供的同步辐射光品质、X射线微聚焦能力、多种衍射方法以及新近发展的实验技术进行了较详细的描述,并展望了高能同步辐射光源(HEPS)的建设给高压科学研究带来的机遇。     

电子背散射衍射技术及其在微观力学行为研究中的应用

电子背散射衍射（electron backscatter diffraction, EBSD）技术不仅能表征材料微观组织,还能定性分析测试区域的弹性应变和塑性应变,目前该技术已被广泛用于晶体材料微结构的表征。考虑到服役过程中材料微结构及其应力状态可能会发生变化,因此,研究不同服役环境下晶体微观组织与应变场演化之间的内在联系对于研究材料的失效行为和机理有重要意义。本文介绍了EBSD技术的基本原理、常用制样方法及其主要功能,给出了基于EBSD技术在材料科学领域的应用实例,探讨了使用EBSD不同成像数据研究材料微结构及其微观力学行为的分析方法。

     

基于子孔径拼接的衍射干涉靶丸形貌检测技术

为实现惯性约束聚变实验中核心部件球形靶丸表面形貌的高精度、高效率、无遗漏检测,建立了基于子孔径拼接和衍射干涉技术相结合的靶丸形貌测量装置,给出了测量的基本原理及系统单孔径横向分辨率的计算方法,并对靶丸旋转扫描时子孔径的排布进行了划分。针对点云数据横向间隔过大导致匹配算法迭代收敛速度缓慢,甚至不收敛的问题,提出以虚拟的极小半径代替实际曲率半径,将点云进行横向压缩的方法,在保持形貌特征不变的同时提高算法的匹配速度和准确性。最后,对直径1 mm的镀金球靶进行了实际测量,得到拼接后相对形貌误差峰谷值和均方根值分别为1.332和0.479的检测结果,可以同时获得表面形貌的整体起伏特征,以及局部的形貌细节。     

点衍射干涉系统光学结构参数优化研究

采用时域有限差分方法,在分析点衍射波前误差的前提下,讨论了点衍射干涉系统中物镜数值孔径、针孔尺寸、检测的数值孔径对衍射光强的影响;逐步优化光学结构参数,得到不同光学结构参数之间的匹配数值表;通过比较点衍射干涉系统和Zygo干涉仪对球面镜的测量结果,得到测量面形误差的均方根之差为波长的1/1000,且获得的干涉条纹具有合适的对比度和亮度,验证了光学结构参数选择的合理性。     

弱谐波情况下透射光栅衍射效率标定方法

同步辐射光源中的高次谐波会使透射光栅衍射效率标定精度变差。为了校正光源中的高次谐波对透射光栅衍射效率标定的影响,提出了一种光源存在弱谐波情况下的透射光栅衍射效率标定方法,通过使用谐波X射线的衍射效率修正基波衍射效率标定中谐波的影响,从而得到更为准确的透射光栅衍射效率。使用该标定方法在北京同步辐射光源上开展了透射光栅相对衍射效率标定工作。实验结果表明：在100~800 eV存在高次谐波能段,修正后透射光栅一级与零级的相对衍射效率与理论模拟结果吻合较好,修正后光栅二级与一级的相对衍射效率更接近理论模拟结果,但与理论模拟结果仍有较大偏差,该偏差主要来源光栅较弱的二级衍射。