线站简介

光束线

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光束线介绍 学科应用领域

当物质中的电子密度不均匀区在纳米尺度(一般介于0.1~200nm 之间)时,X 射线与之相互作用后在原光束方向附近的很小角度内散开,这个角域范围在几度(一般<3°)以内,这种现象称为小角X射线散射(Small Angle X-ray Scattering,简写为SAXS)。由于X 射线是与原子中的电子发生相互作用,所以SAXS对电子密度的不均匀性特别敏感,凡是存在纳米尺度电子密度不均匀区的物质均会产生小角散射现象。

上海光源小角散射线站可以提供的实验技术有SAXS, WAXS, ASAXS, GISAXS,以及时间分辨的SAXS技术,本实验站SAXS技术可探测1~240nm的空间尺度范围。

本线站的主要应用领域如下:

1)研究高分子材料内部的片晶、孔洞等缺陷的微结构,以及高分子材料加工过程中的结构演变。

2)研究高性能纤维材料内部的缺陷微结构,及在纺丝成型过程中的动态结构演变。

3)研究胶体系统、纳米颗粒及多孔材料中散射体的尺寸分布、界面层及分形结构。

4)研究金属合金中的颗粒或聚集态结构及冷热加工变形后的结构变化。

光束线布局和构成 光束线详细参数

实验室布局和构成 主要实验方法 实验站主要设备 实验条件 样品准备方法 数据采集及处理

1)         X射线小角散射(SAXS)和X射线广角散射(WAXS

 

 

2)         掠入射X射线小角散射(GISAXS)和掠入射X射线广角散射(GIWAXS

 

3)         X射线小角/广角散射联用(SAXS/WAXS

 

4)         X射线小角反常散射(ASAXS

ASAXS不仅能够探测出微相析出的尺寸分布,可以辨别析出的元素种类。

 

No.

原位设备名称

图片

参数指标

1

MarCCD165

 

探测面积:直径165mm

 像素点和像素大小:2048 x 204880μm

 读出时间:5s

 

 

 

 

2

Pilatus200k

 

探测面积:83.8 x 70.0 mm    

 像素点和像素大小:487 x 407172μm

 读出时间:0.95ms

 

 

 

3

Linkam THMS600

热台

 

温度范围:-196° 600°C

精度1°C左右

样品处:22 mm直径的圆

通光孔径 : 直径2.0mm

4

Linkam拉伸热台

 

温度范围:-196° 350°C

固定拉力20N200N可选

5

Linkam TS1500

 

温度范围:室温到1500°C

变温速率最大:200°C/min

通光孔径 : 直径1.7mm

6

掠入射样品台

 

角度范围:±10°

精度0.001°

7

掠入射冷热台

 

温度范围:-196° 600°C

SAXS的应用领域非常广泛,样品有块状固体、粉末、液体等状态。SAXS样品制备的原则是在单位时间内获得较强的散射信号,主要取决于样品对散射信号的吸收。

X射线通过任何物质时,一部分X射线透过物质,另一部分则被物质吸收。设强度为I0X射线透过厚度为t物质后的强度为IμX射线通过单位厚度物质被吸收的比例,称为线吸收系数,X射线通过物质时,将按照指数规律迅速衰减。入射光强和出射光强有如下关系:

I=I0e-μt

高分子材料样品建议厚度选择在0.5-2mm

铝合金样品建议厚度选择在100-200μm

轻合金样品建议厚度选择在100-200μm

铁、铜和锌样品建议厚度选择在30-40μm

溶液样品的样品池厚度采用1mm左右,常用的有水溶液和酒精溶液等。溶液样品浓度要求:以蛋白为例,一般为几个毫克/毫升。

实验站现用的溶液样品池如下图:

                        

 

实验站通过程序自动化控制进行数据采集,所获得的数据直接存入磁盘阵列服务器,数据输出格式为tif格式,用户可用Fit2D进行数据处理及分析。

线站用户成果highlight 用户成果列表或链接

 

X射线小角散射光束线站(BL16B1

文章:Small angle X-ray scattering beamline at SSRF

http://www.j.sinap.ac.cn/nst/EN/10.13538/j.1001-8042/nst.26.030101

 

编号

辅助实验室设备

1

Millipore Milli-Q Ultra-pure water system 超纯水仪

2

Magnetic stirrer 磁力搅拌器

主要指标:温度范围:0-310oC,转速:0-1500rpm

3

Electronic balance 电子天平(两台)

主要指标:(1)最大200g,精度0.0001g

2)最大1000g,精度0.01g

4

Ultrasonic apparatus 超声装置

主要指标:0-80oC

5

Refrigerator 冰箱

6

Centrifuge 离心机 (两台)

主要指标:(1)转速:0-16500rmp 容量:1.5ml

2)转速:0-11000rmp 容量:50ml

7

Electric oven 烘箱

主要指标:0-100 oC

8

Vacuum drying apparatus 真空干燥箱

主要指标:0-100 oC

9

Polarizing microscope 偏光显微镜

如需使用辅助实验室,需提前向线站人员预约。

姓名

分工

地点

电话

小角散射光束线/实验站 (BL16B1)

田丰

用户联系人

综合科研楼514房间

021-33933219

实验站

 

实验大厅

021-33932092