[发明专利]原位在线检测装置及材料制备装置

权利要求书

1.一种便携式原位在线检测X射线衍射谱仪，其特征在于，包括：

X射线光源(1)，包括靶材为银靶的实验室普通的X射线光管，光源的功率范围为5-550瓦；

多孔固体式毛细管X射线会聚准直透镜(2)，用于会聚所述X射线光源(1)射出的X射线并对其进行准直；所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)包括第一会聚段和第一准直段，所述第一准直段设置于所述第一会聚段的出口端，并与之连通；其中，第一会聚段沿其长度方向上的外形为双叶双曲面段，该双叶双曲面段的长度为L1；第一准直段沿其长度方向上的外形为圆柱面段，该圆柱面段的长度为L2，且L1与L2的长度之和的范围为3-16厘米；

多孔固体式毛细管X射线准直会聚透镜(4)，其入口焦斑与所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)的出口焦斑重合形成用于照射样品的共聚焦微元(3)；所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)用于收集来自所述共聚焦微元(3)内样品对应的X射线衍射信号，并对该X射线衍射信号进行准直后会聚；

X射线探测器(5)，设置于所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)的出口端，用于探测收集所述样品对应的X射线衍射信号，对所述样品生长过程中的材料结晶度进行原位在线检测，并对收集到的所述样品对应的X射线衍射信号进行分析。

2.根据权利要求1所述的原位在线检测X射线衍射谱仪，其特征在于：

所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)的几何参量包括：入口焦距F1，取值范围为1-40厘米；出口焦距F2，取值范围为1-500毫米；入口端直径Din1，取值范围为8-25毫米；出口端直径Dout1，取值范围为1-4毫米；以及，最大直径Dmax1，取值范围为10-40毫米。

3.根据权利要求2所述的原位在线检测X射线衍射谱仪，其特征在于，所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)的物理参量包括：入口焦斑直径，取值范围为0.1-30毫米；出口焦斑直径，取值范围为10-300微米；经所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)会聚准直光束的发散度，取值范围为0.1-20毫弧度；以及，功率密度增益，取值范围为20-5000。

4.根据权利要求1所述的原位在线检测X射线衍射谱仪，其特征在于，所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)包括第二准直段和第二会聚段，所述第二准直段设置于所述第二会聚段的入口端，并与之连通；

其中，所述第二准直段沿其长度方向上的外形为圆柱面段，该圆柱面段的长度为L3；所述第二会聚段沿其长度方向上的外形为旋转椭球面段，该旋转椭球面段的长度为L4，且L3与L4的长度之和的范围为8-26毫米。

5.根据权利要求4所述的原位在线检测X射线衍射谱仪，其特征在于：

所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)的几何参量包括：入口焦距F3，取值范围为1-500毫米；入口端直径Din2，取值范围为1-6毫米；出口端直径Dout2，取值范围为12-28毫米；以及，最大直径Dmax2，取值范围为15-40毫米；

所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)的物理参量包括：入口焦斑，取值范围为10-300微米；以及传输效率，取值范围为1％-80％。

6.根据权利要求1所述的原位在线检测X射线衍射谱仪，其特征在于：

所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)为由30-120万根硅酸盐玻璃单毛细管通过拉丝炉一体成型拉制而成的光学器件；

所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)为由25-160万根硅酸盐玻璃单毛细管通过拉丝炉一体成型拉制而成的光学器件。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的原位在线检测X射线衍射谱仪，其特征在于，所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)与所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)形成用于优化其检出限的双透镜共聚焦结构，所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)与所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)的中心轴线之间的夹角范围为10-80度；

所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)和/或所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)沿垂直于各自中心线方向的横截面的外形为正六边形。

8.根据权利要求7所述的原位在线检测X射线衍射谱仪，其特征在于：

所述X射线探测器(5)为能量分辨探测器，能量探测范围为1-100keV，能量分辨的范围为120-170eV。