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伽马射线密度仪

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  • 美探索用反物质制造伽马射线激光器 探测微小空间

    美探索用反物质造伽马射线激光器 可对非常微小的空间进行探测 科技日报讯 传统激光器的操作光波可从红外线到X射线一网打尽,而伽马射线激光器则依靠比X射线更短的光波来运行,这就使其能产生波长仅为X射线千分之一的光波,从而能对非常微小的空间进行探测,并在医学成像领域大展拳脚。不过,长期以来,建造伽马激光器一直是个难题。现在,美国科学家让一类名为“电子偶素(positronium)”的物质—反物质混合物作为增益介质,将普通光变成了激光束。 据美国趣味科学网站5月8日报道,在最新一期的《物理评论·原子分子物理》杂志上,马里兰大学联合量子研究所的王逸新(音译)、布兰登·安德森以及查尔斯·克拉克撰文表示,他们发现,当向电子偶素提供特定能量,它将产生在其他能量下无法制造出的激光;而且,要制造出激光束,这种电子偶素必须处于玻色—爱因斯坦凝聚态下。 克拉克解释道,这种奇怪的效应与电子偶素的“性格”有关。每个电子偶素“原子”实际上是一个普通的电子和一个正电子(电子的反物质)。正电子和电子分别带正负电荷。当它们相遇时,会相互湮灭并释放出两个高能光子,这两个光子位于伽马射线范围内,反向移动。 有时,电子和正电子会围绕对方旋转,就像电子围绕着质子旋转组成原子一样。然而,正电子比质子轻,因此电子偶素并不稳定,在不到十亿分之一秒内,电子和正电子会相互碰撞并发生湮灭。 为了制造出伽马射线激光器,科学家们需要使电子偶素的温度非常低,接近绝对零度(零下273摄氏度)。这一冷却过程会让电子偶素进入波色—爱因斯坦凝聚态,这种状态下物质内的所有原子,也就是电子—正电子对,进入同样的量子状态,一举一动整齐划一。 量子状态的一个方面是自旋。电子偶素的自旋数要么为1,要么为0。一束远红外线光脉冲能让电子偶素的自旋数为0。自旋为零的电子偶素会湮灭并产生双方向相干的伽马射线束—激光束。研究人员表示,能做到这一点是因为所有电子偶素“原子”拥有同样的自旋数。如果是自旋为0和自旋为1的电子偶素随机组合,那么,光会朝各个方向散射。 研究人员也计算出,为了让一台伽马射线工作,每立方厘米大约需要1018个电子偶素原子,听起来有点多,但与空气的密度相比还是少很多,同样体积的空气大约有2.5×1019个原子。 在1994年首次提出伽马射线激光器这一概念的贝尔实验室的艾伦·米尔斯表示,研究人员可以借用数学方法,让制造这种激光器所需要的环境更加精确。(刘霞)来源:中国科技网-科技日报 2014年05月10日

  • 【转帖】暗物质粒子证据被发现 神秘物质相撞产伽马射线

    【转帖】暗物质粒子证据被发现 神秘物质相撞产伽马射线

    http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/12/201012151306_267198_2193245_3.jpg银河核心深处神秘物质相撞在一起产生的伽马射线 据国外媒体报道,宇宙学家表示,他们已经在银河核心深处发现与暗物质粒子有关的最令人信服的证据。该地的这种神秘物质相撞在一起产生伽马射线的次数,比天空中的其他临近区域更频繁。  最近几年,科学杂志上不断出现类似研究,不过要证实信息来源一直非常困难。然而费米实验室和芝加哥大学的宇宙学家、最新研究的第一论文作者丹·霍普表示,10月13日出现在arXiv.org网站上的这项最新研究与此不同。他说:“除了暗物质以外,我们考虑每一个天文学来源,然而我们了解的知识无法解释这些观测资料。也没有与之密切相关的解释。”这一断言还没得到其他科学家的严格审查,不过看过这篇论文的人表示,他们还需要对该成果进行更多讨论。  费米实验室的天体物理学家克雷格·霍甘并没参与这项研究,他说:“这是我所知道的第一项通过一个简单粒子模型,把少量与暗物质的证据有关的线索拼接在一起的研究。虽然它还没有充足证据,但它令人兴奋,值得我们去追根究底。”暗物质从137亿年前开始在庞大的能量膨胀——宇宙大爆炸过程中形成。能量冷却后形成普通物质、暗物质和暗能量,目前它们在宇宙中的比例分别是4%、23%和73%。  跟普通物质一样,暗物质具有引力,几十亿颗恒星正是在它们的帮助下聚集到星系里。但是这种物质很难与普通物质发生互动,人们看不到它。微中子是唯一一种曾在实验室里发现的暗物质粒子,但是它们几乎是零质量,而且在暗物质的宇宙能量部分里仅占很小比例。天体物理学家认为,剩下的很大一部分是由弱相互作用大质量粒子(WIMP)构成,这种粒子的能量大约比质子多10到1000倍。如果两个暗物质粒子撞在一起,它们就会彼此摧毁对方,产生伽马射线。  霍普和他的科研组通过对费米伽马射线太空望远镜在两年多时间里传回地球的数据进行分析,发现这种高能死亡信号。费米太空望远镜是美国宇航局的伽马射线望远镜,主要用来扫描银河的高能活跃区。他们发现,发出信号的相撞在一起的暗物质粒子,比质子大约重8到9倍。霍普说:“它比我们大部分人猜测的结果可能更轻一些。迄今为止我们很擅长这方面。不过人们猜测的暗物质粒子的重量范围不会一成不变。”  该科研组在银河核心处一个直径100光年的区域收集到的数据里发现这些信号。霍普解释说,他们之所以会关注这个区域,是因为它是暗物质最喜欢的聚集地,银河这个区域的暗物质密度,是银河边缘的10万倍。简而言之,银河核心就是一个暗物质大量聚集在一起,经常相撞的地方。  然而,其他科学家希望看到卡尔·萨根的名言“不同凡响的发现需要不同凡响的证据”能变成现实。也就是说,他们希望看到从自然界和实验室两方面获得的证据。芝加哥大学的宇宙学家迈克尔·特纳没参与这项研究,他说:“没人提供像萨根提到的那种证据。接受这一观点最困难的部分是,你必须拒绝接受天体物理学解释。大自然非常非常聪明,这可能是我们至今从没思考过的事情。”  特纳表示,好消息是几项有希望的暗物质探测试验目前正在进行。相干锗中微子技术(CoGeNT)等深埋地下的探测器可助霍普一臂之力。该探测器近几年可能已经发现弱相互作用大质量粒子的迹象。特纳说:“这十年是暗物质的十年。这个问题即将解决。现在所有这些探测器都在观测正确方位。”霍普同意两人的观点,不过他表示,与他交谈过的天体物理学家,没人能解释清楚这一现象。他认为,在他的发现得到支持或痛批前,也许只要数周时间就能在实验室里验证暗物质是否存在。他说:“我从没像现在一样为自己是一名宇宙学家而感到激动不已。”

  • 日本研究发现伽马射线爆发时有强大磁场参与

    日本研究人员日前宣布,他们弄清了宇宙中最强的爆炸现象——伽马射线爆发的部分机制,即在伽马射线爆发时可能有强大磁场参与。日本研究人员日前宣布,他们弄清了宇宙中最强的爆炸现象——伽马射线爆发的部分机制,即在伽马射线爆发时可能有强大磁场参与。这一成果将有助于弄清伽马射线爆发的详细机制。伽马射线爆发被认为主要在离地球100亿光年以外的太空中发生。当质量相当于太阳30倍以上的巨大恒星寿命终结,发生超新星爆发并产生黑洞时,随着黑洞中心出现喷流现象,会有非常强大的伽马射线在数十秒内爆发性释放。伽马射线是一种强电磁波,具有极强的穿透本领,但因为无法穿透地球大气层,因此只能在太空中被探测到。日本金泽大学和山形大学等机构的研究人员利用去年5月发射的太空帆船“伊卡洛斯”号上的观测装置,在去年8月26日观测到了伽马射线爆发。研究小组分析观测数据,发现伽马射线波长振动的偏光现象。研究小组认为,偏光是伽马射线爆发时有强大磁场参与的证据。而且根据观测分析,可能有多个磁场存在。

  • 【分享】俄提出伽马射线激光器研发新方案

    2011年05月04日 来源: 科技日报 作者: 常丽君  本报讯 长期以来,建造原子核伽马激光器一直是个难题。据美国物理学家组织网5月2日报道,莫斯科大学核物理专家最近提出了一种新方案,并从理论上证明,钍原子核受激产生的伽马辐射也能发出相干“可见”光。相关研究发表在最近出版的《物理评论快报》上。   尽管原子核伽马射线激光也是以受激辐射为基础,但操作起来却和普通激光大不相同。在通常物质中,处于低能级的原子数大于处于高能级的粒子数,为了得到激光,必须使高能级上的粒子数目大于低能级上的原子数目,这种情况称为粒子数反转。在普通激光中,粒子数反转是让高能态电子比低能态电子多。普通激光的光子由原子或离子发出,而伽马射线激光的光子是由原子核发出,也称为原子核光。  原子核光的产生至少要克服两个基本难题:一是积累一定量的同质异能原子核(能长时间保持激发态的原子核),二是缩小伽马射线发射界限。莫斯科大学核物理学院的尤金·塔卡利亚解释说,他们利用钍元素的独特原子核结构,满足了这些要求,与外部激光的光子直接反应的是钍原子核,而不是它的电子。  研究小组使用了一种锂—钙—铝—氟(LiCaAlF6)混合物,并用钍替代了其中一些钙。当足够数量的同质异能钍原子核被外部激光激发后,原子核跟周围的电磁场发生反应,产生了粒子数反转,使整个系统中激发态的原子核多于非激发态原子核。然后,原子核能够发射或吸收光子而不会反冲,能发光而不会损失能量。  塔卡利亚表示,该研究中的原子核伽马射线激光只能发射“可见的”真空紫外光或称视觉范围的伽马射线。其应用之一是,可作为原子核频率的度量标准,即“原子核钟”。此外,该设备还可用以测试许多自然界的基本属性,如衰变指数定律和精细结构常数的变化效应等。(常丽君)

  • 【原创大赛】X射线衍射半高宽表征位错密度的尝试

    材料在穿、轧热变形形过程中会产生局部变形量、变形速率的差异,同时在后续热处理过程中,由于温度场分布的不均匀及加热冷却速度的不同,因此会在材料中不同程度的存在残余应力,而残余应力的差异直接体现在材料内部位错密度上。通过对公司产品质量异议的分析中发现,材料性能分布不均匀会引起诸多问题,如服役过程中产生应力集中、降低服役安全系数、使用寿命缩短、抗腐蚀敏感性差异大等。因此准确的测量材料中的位错密度能够分析性能不均匀的分布状态,能够从微观上对其进行定量分析,重要性不言而喻。因此开发X射线衍射法对材料的位错密度进行测量。1. 位错密度及其对性能的影响 位错密度 ( dislocationdensity):单位体积内位错线的总长度定义为位错密度,ρ=L/V,式中V为晶体的体积,L为体积V中各位错线长度的总和。为了方便研究,认为位错线都是平行的直线,则位错的密度等于垂直于位错线单位面积中穿过的位错数上式中N为S面积中穿过的位错数。对材料来说,位错密度对材料的韧性,强度等有影响。位错密度越大,材料强度越大,塑性、韧性越不好。位错密度取决于材料变形率率的大小(穿轧过程中的变形)。在高形变率荷载下,位错密度持续增大,因为高应变率下材料的动态回复与位错攀岩被限制,因而位错密度增大,材料强度增大,同时通过热处理也可以改变材料的位错密度分布。2、测试材料位错密度的方法 位错密度的测量传统的方法是采用金相法,通过观察位错露头的个数,计算位错密度。高分辨电镜是个办法,也是很多人用的办法,但是做过相关研究的人都会知道该方法的固有缺陷。(1)好的高分辨电镜晶格花样不宜获得,就算是可以获得,也通常只在一个很小的区域,因此得到的值缺乏统计性。(2)获得高质量高分辨花样后,位错通常是很难辨别的,因为晶格通常不是很清楚,通常要通过傅立叶变化的方法去处理花样,但是傅立叶变换会引入很多误差,有些本来不是位错的地方看起来也像是位错,因为透射电镜晶格像的面积非常小,所以如果多出几根位错也会使结果产生数量级的误差。通过X射线衍射方法测量金属材料是目前较为认可的手段,不但速度快、效率高,而且相对准确性高。因此最终选择X射线衍射方法测定材料中的位错密度。3、X射线衍射法测量位错密度的基本原理 对于理想完整的单晶体,X射线Bragg衍射峰的体征半高宽β0很小,而实际测试到得半高宽要比本征半高宽大很多。影响其半高宽展宽的因素有很多,入射束发散度βd、晶体中存在的缺陷βa等。 实际测量的半高宽可以表达为这些因素的平方和[align=center] β2m=β20+β2d+β2a (1)[/align]入射束发散度βd的加宽主要取决于样品的曲率半径和入射束的限束装置,对于高分辨率X射线衍射来说,以上的加宽很小,可以忽略,因此对于我们测试到的Bragg衍射峰的半高宽βm,可以近似的认为[align=center] β2m≈β2a (2)[/align]其半高宽主要由位错加宽和晶粒尺寸加宽两部分组成,根据谢乐公式[align=center] β=[img=,12,23]http://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif[/img][img=,55,43]http://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif[/img]+tanθεm (3)[/align]式中β为扫描峰宽FWHM,θ为Bragg角,λ为波长,L为生长方向位错的距离,εm为生长方向上的非均匀应变。关于位错加宽,根据Gay的分析,可以用位错密度D和位错的Burgers适量b的经验公式表示[align=center] D=β2/2ln2πb2 (4)[/align]将测试数据带入式(3)和(4),可以计算样品由位错产生的β。5、具体应用典型材料为研究对象进行测量(结果见表1),衍射峰宽=晶粒尺寸半峰宽+位错密度半峰宽,而晶粒尺寸引发的半峰宽=K×[img=,77,44]http://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif[/img]因此,衍射峰宽=K×[img=,83,47]http://bbs.instrument.com.cn/xheditor/xheditor_skin/blank.gif[/img]+位错密度半峰宽表1 测量数据 [table][tr][td] [/td][td]半高宽[/td][td]晶粒尺寸[/td][td]位错密度半高宽[/td][/tr][tr][td] [align=center]1[/align] [/td][td] [align=center]0.561[/align] [/td][td] [align=center]275[/align] [/td][td] [align=center]1.32231E-05[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]2[/align] [/td][td] [align=center]0.538[/align] [/td][td] [align=center]288[/align] [/td][td] [align=center]1.20563E-05[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]3[/align] [/td][td] [align=center]0.569[/align] [/td][td] [align=center]271[/align] [/td][td] [align=center]1.36164E-05[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]4[/align] [/td][td] [align=center]0.549[/align] [/td][td] [align=center]282[/align] [/td][td] [align=center]1.25748E-05[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]5[/align] [/td][td] [align=center]0.472[/align] [/td][td] [align=center]333[/align] [/td][td] [align=center]9.01803E-06[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]6[/align] [/td][td] [align=center]0.513[/align] [/td][td] [align=center]304[/align] [/td][td] [align=center]1.08206E-05[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]7[/align] [/td][td] [align=center]0.51[/align] [/td][td] [align=center]306[/align] [/td][td] [align=center]1.06797E-05[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]8[/align] [/td][td] [align=center]0.448[/align] [/td][td] [align=center]354[/align] [/td][td] [align=center]7.97983E-06[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]9[/align] [/td][td] [align=center]0.591[/align] [/td][td] [align=center]259[/align] [/td][td] [align=center]1.49074E-05[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]10[/align] [/td][td] [align=center]0.611[/align] [/td][td] [align=center]250[/align] [/td][td] [align=center]0.000016[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]11[/align] [/td][td] [align=center]0.552[/align] [/td][td] [align=center]280[/align] [/td][td] [align=center]1.27551E-05[/align] [/td][/tr][/table]使用谢乐公式D=Kλ/Bcosθ,其中K为常数0.89,λ为波长0.154nm,B为积分半高宽,D为晶粒尺寸,其中B为XRD测试的半高宽角度转换成弧度而得。由谢乐公式得出晶粒尺寸,代入到式中,最终得到的总积分半高宽=晶界引起的积分半高宽+晶内位错引起的积分半高宽总积分半高宽数值原始角度数值与转换后的积分半高宽如下表:表2 转换后的积分半高宽情况 [table][tr][td] [align=center] [/align] [/td][td]角度(度)[/td][td]弧度[/td][td]晶粒尺寸(A)[/td][td]晶界引起的积分半高宽[/td][td]晶内位错引起的积分半高宽[/td][/tr][tr][td] [align=center]1[/align] [/td][td]0.561[/td][td]0.00979[/td][td] [align=center]275[/align] [/td][td] [align=center]0.00776[/align] [/td][td] [align=center]0.00203[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]2[/align] [/td][td]0.538[/td][td]0.00939[/td][td] [align=center]288[/align] [/td][td] [align=center]0.00741[/align] [/td][td] [align=center]0.00198[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]3[/align] [/td][td]0.569[/td][td]0.00993[/td][td] [align=center]271[/align] [/td][td] [align=center]0.00787[/align] [/td][td] [align=center]0.00205[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]4[/align] [/td][td]0.549[/td][td]0.00958[/td][td] [align=center]282[/align] [/td][td] [align=center]0.00756[/align] [/td][td] [align=center]0.00201[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]5[/align] [/td][td]0.472[/td][td]0.00823[/td][td] [align=center]333[/align] [/td][td] [align=center]0.00641[/align] [/td][td] [align=center]0.00183[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]6[/align] [/td][td]0.513[/td][td]0.00895[/td][td] [align=center]304[/align] [/td][td] [align=center]0.00702[/align] [/td][td] [align=center]0.00193[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]7[/align] [/td][td]0.51[/td][td]0.0089[/td][td] [align=center]306[/align] [/td][td] [align=center]0.00697[/align] [/td][td] [align=center]0.00193[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]8[/align] [/td][td]0.448[/td][td]0.00782[/td][td] [align=center]354[/align] [/td][td] [align=center]0.00603[/align] [/td][td] [align=center]0.00179[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]9[/align] [/td][td]0.591[/td][td]0.01031[/td][td] [align=center]259[/align] [/td][td] [align=center]0.00824[/align] [/td][td] [align=center]0.00207[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]10[/align] [/td][td]0.611[/td][td]0.01066[/td][td] [align=center]250[/align] [/td][td] [align=center]0.00853[/align] [/td][td] [align=center]0.00213[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]11[/align] [/td][td]0.552[/td][td]0.00963[/td][td] [align=center]280[/align] [/td][td] [align=center]0.00762[/align] [/td][td] [align=center]0.00201[/align] [/td][/tr][/table]6、结论 用X射线衍射的方法对材料材料的位错密度进行了定量分析,建立了晶粒尺寸、半高宽、晶界位错密度及晶内位错密度的关系,结果相对准确可靠,可以为以后材料内部织构的分析提供重要信息,能更更好的探索材料内部结构与外在性能的关系,为提高产品质量及新钢种的研发提供了新的方向。

  • X射双能线骨密度仪(可测前臂和足跟,仅需5秒)

    EXA-3000骨密度仪产品说明:采用双能X线检测技术和CCD数字成像系统的完美结合,获得高清晰的测试影像及高精确度的骨密度测试结果,符合国际卫生组织骨密度金标准。EXA3000采用国际上最先进的锥型射线(cone beam)检测,不仅可以测量前臂,而且同时也能测量足跟。每次检测时间仅需5秒,速度达到普通双能骨密度仪的50倍,可以为医院带来极高的检测效率和良好的经济效益。另外,该设备可以扩展软件提供儿童骨龄测试及身高预测,使医生很容易的估算出儿童和青少年的成长异常,该产品在05年就获得了中国SFDA认证及CCC认证,是目前市场上最抢手的骨密度检测仪。技术参数:测定方法:双能X射线法 X光检测器:CCD检测器 测量部位:脚部跟骨和前臂 测量时间: 5秒(脚部跟骨) 5秒(前臂) 操作温度:15℃~32℃ 相对湿度:80%以上 电脑基本配置:操作系统Windows 2000/XP或以上 硬盘空间:10G 内存:128M 显示器:15寸彩色显示器或更高 输出接口:USB 1.1或更高 电压频率:100-120/220-240V,60Hz 仪器尺寸:410(W) × 670(L) × 373(H) mm 重量:27.45kg 测试结果:骨密度值(符合国际卫生组织金标准)T值Z值骨折风险评估前臂测试结果和足跟测试结果可以体现打印在一份报告上高清新数字DR 扫描图像儿童骨龄(需选配软件)儿童身高预测(需选配软件)可以测试手臂和足跟。全中文操作界面。 适用领域:妇产科药检室矫形科 骨科核医学科内分泌科理疗科 老年医学科航空航天医学 运动医学科临床及学院的生化研究室 儿科公司资质:获得CE认证韩国医疗器械制造许可证韩国发明专利0419344号 0458391号美国申请发明专利美国商标注册证日本商标注册证韩国商标注册证美国FDA认证.世界级高新技术医疗器械认证书

  • 密度计的基本原理

    常用的密度计和比重计有浮子式密度计、静压式密度计、振动式密度计和放射性同位素密度计。  浮子式密度计 它的工作原理是:物体在流体内受到的浮力与流体密度有关,流体密度越大浮力越大。如果规定被测样品的温度(例如规定25℃),则仪器也可以用比重数值作为刻度值。这类仪器中最简单的是目测浮子式玻璃比重计, 简称玻璃比重计。  静压式密度计 它的工作原理是:一定高度液柱的静压力与该液体的密度成正比,因此可根据压力测量仪表测出的静压数值来衡量液体的密度。膜盒(见膜片和膜盒)是一种常用的压力测量元件,用它直接测量样品液柱静压的密度计称为膜盒静压式密度计。另一种常用的是单管吹气式密度计(图2)。它以测量气压代替直接测量液柱压力。将吹气管插入被测液体液面以下一定深度,压缩空气通过吹气管不断从管底逸出。此时管内空气的压力便等于那段高度的样品液柱的压力,压力值可换算成密度。  振动式密度计 它的基本工作原理是:物体受激而发生振动时,其振动频率或振幅与物体本身的质量有关。如果在物体内充以一定体积的液体样品,则其振动频率或振幅的变化便反映一定体积的样品液体的质量或密度。  放射性同位素密度计 仪器内设有放射性同位素辐射源。它的放射性辐射(例如γ射线),在透过一定厚度的被测样品后被射线检测器所接收。一定厚度的样品对射线的吸收量与该样品的密度有关,而射线检测器的信号则与该吸收量有关,因此反映出样品的密度。

  • 各种各样密度计的种类

    常用的密度计和比重计有浮子式密度计、静压式密度计、振动式密度计和放射性同位素密度计。   浮子式密度计 它的工作原理是:物体在流体内受到的浮力与流体密度有关,流体密度越大浮力越大。如果规定被测样品的温度(例如规定25℃),则仪器也可以用比重数值作为刻度值。这类仪器中最简单的是目测浮子式玻璃比重计(图1), 简称玻璃比重计。   静压式密度计 它的工作原理是:一定高度液柱的静压力与该液体的密度成正比,因此可根据压力测量仪表测出的静压数值来衡量液体的密度。膜盒(见膜片和膜盒)是一种常用的压力测量元件,用它直接测量样品液柱静压的密度计称为膜盒静压式密度计。另一种常用的是单管吹气式密度计(图2)。它以测量气压代替直接测量液柱压力。将吹气管插入被测液体液面以下一定深度,压缩空气通过吹气管不断从管底逸出。此时管内空气的压力便等于那段高度的样品液柱的压力,压力值可换算成密度。   振动式密度计 它的基本工作原理是:物体受激而发生振动时,其振动频率或振幅与物体本身的质量有关。如果在物体内充以一定体积的液体样品,则其振动频率或振幅的变化便反映一定体积的样品液体的质量或密度。  放射性同位素密度计 仪器内设有放射性同位素辐射源。它的放射性辐射(例如γ射线),在透过一定厚度的被测样品后被射线检测器所接收。一定厚度的样品对射线的吸收量与该样品的密度有关,而射线检测器的信号则与该吸收量有关,因此反映出样品的密度。

  • 【转帖】密度计常识(温故7)

    【转帖】密度计常识(温故7)

    密度计是印刷厂常用的原稿测量仪器。是测量黑白原稿的灰度值和测量连续调或网点值的光电测量仪器。密度计分为透射式密度计和反射式密度计两种。透射式密度计适于测量透明原稿,反射式密度计适于测量实地原稿。密度计的测量范围是0—2.5,数字越大,黑度越高。测量的基本原理是,衡量感光材料曝光和显影后的变黑程度即黑度。在制版时,感光材料上的溴化银,受到光照作用,显影后还原成金属银,形成一定的阻光度。黑度大的,密度高;黑度小的,密度低。带有滤光片的测量计,还可以测量彩色原稿的彩色密度。其测量原理与上述基本原理相近。在物理实验中使用的密度计,是一种测量液体密度的仪器。它是根据物体浮在液体中所受的浮力等于重力的原理制造与工作的。密度计是一根粗细不均匀的密封玻璃管,管的下部装有少量密度较大的铅丸或水银。使用时将密度计竖直地放入待测的液体中,待密度计平稳后,从它的刻度处读出待测液体的密度。常用密度计有两种,一种测密度比纯水大的液体密度,叫重表;另一种测密度比纯水小的液体,叫轻表。密度计原理 物体的重力将物体拉向地面,但是如果将物体放在液体中,一种名为浮力的力量将产生反方向的作用力。 浮力的大小等同于物体取代的液体的重量,或者说是排开的水的重量。密度计根据重力和浮力平衡的变化上浮或下沉。一个功能完好的密度计仅能处于漂浮状态,因此浮力向上推的力量要比重力向下拉的力量稍微大一点。因为密度计的体积没有发生变化, 其排开水的体积相同*。但是,因为其中包含了更多的水而变得更重。 当重力大于浮力时,密度计会下沉。 密度计的重量小于相同体积水的重量,所以密度计重新浮起。密度计的读数是下大上小,当它浸入不同的液体中,体积不变示数发生变化,密度计底部的铁砂或铅粒是用来保持平衡的! 测量流体密度的物性分析仪器。与它相似的比重计是测量流体比重的仪器。密度是单位体积物质的质量 比重是液体或固体与水或者气体与空气在规定温度和压力时的密度比。水和空气在一定温度和压力时的密度是已知的,因此,在规定条件下的比重和密度是可以互换的。物质的密度或比重与物质的成分有关,所以常用密度计和比重计来检测如酒精、石油产品、酸碱溶液、煤气和天然气等的品质。密度计还可用于这类产品生产和加工过程的监测和控制。   常用的密度计和比重计有浮子式密度计、静压式密度计、振动式密度计和放射性同位素密度计。   浮子式密度计  它的工作原理是:物体在流体内受到的浮力与流体密度有关,流体密度越大浮力越大。如果规定被测样品的温度(例如规定25℃),则仪器也可以用比重数值作为刻度值。这类仪器中最简单的是目测浮子式玻璃比重计(图1), 简称玻璃比重计。   静压式密度计  它的工作原理是:一定高度液柱的静压力与该液体的密度成正比,因此可根据压力测量仪表测出的静压数值来衡量液体的密度。膜盒(见膜片和膜盒)是一种常用的压力测量元件,用它直接测量样品液柱静压的密度计称为膜盒静压式密度计。另一种常用的是单管吹气式密度计(图2)。它以测量气压代替直接测量液柱压力。将吹气管插入被测液体液面以下一定深度,压缩空气通过吹气管不断从管底逸出。此时管内空气的压力便等于那段高度的样品液柱的压力,压力值可换算成密度。   振动式密度计  它的基本工作原理是:物体受激而发生振动时,其振动频率或振幅与物体本身的质量有关。如果在物体内充以一定体积的液体样品,则其振动频率或振幅的变化便反映一定体积的样品液体的质量或密度。   放射性同位素密度计  仪器内设有放射性同位素辐射源。它的放射性辐射(例如γ射线),在透过一定厚度的被测样品后被射线检测器所接收。一定厚度的样品对射线的吸收量与该样品的密度有关,而射线检测器的信号则与该吸收量有关,因此反映出样品的密度。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/09/200809112003_108445_1614854_3.jpg[/img]

  • 你知道β射线在线测厚仪是怎样工作的吗?

    β射线在线测厚仪是非接触式仪器,在使用过程中不用担心它会损坏产品,对人体也是无辐射的,应用范围也很广泛,近年来在市场上很受各大厂家的欢迎。大成精密公司以高起点、高标准、高水平为追求目标,以打造世界一流装备制造企业为使命,视研发为生命,。  测量原理:单位面积上极片的质量,称为极片的面密度。极片的面密度是决定电池的一致性的最重要的因素。由Kr85(氪85)衰变产生的β射线,穿透电池极片时,一部分射线被极片吸收。导致穿透极片后的射线强度相对于入射射线强度有一定的衰减。衰减比例与被穿透极片的面密度呈负指数关系。通过填充有特殊气体电离室检测射线穿透极片前后的射线强度,即可推算出极片的面密度。如下图所示: file:///E:/360downloads/360se6/User%20Data/temp/56a1a12849ca8.jpghttp://www.dcprecision.cn/Uploads/201601/56a1a12849ca8.jpg   在线测厚仪机器在正常扫描测量中,会打开β射线进行测量,为避免操作员暴露在β射线辐射中,机器硬件自带辐射屏蔽功能出色屏蔽效果用于防电离辐射保护员工安全。距离机壳外表5cm处任何测量,辐射剂量≤1uSv/h(国标是2.5uSv/h)。  当机器需要标定或者维护保养时,需要打开侧门此时需要先在操作面板上关闭β射线,在进行维护保养,避免出现辐射危害。对于辐射防护大成精密特有的多重屏蔽措施,设备正常运行中侧门门控传感器感应到侧门打开,设备会立即停止运行。侧门门控传感器设置更大的程度保护员工进行设备操作的安全性。

  • 上班学习之深入研究在线密度计

    [font=Calibri][font=宋体]在线密度计是一种用于实时监测和控制生产过程中的物质密度的仪器,广泛应用于工业生产和加工过程中。[/font][/font][b][font=Calibri][font=宋体]在线密度计[/font][/font][font=宋体]的种类[/font][/b][font=Calibri][font=宋体]:[/font][/font][font=Symbol] [/font][b][font=Calibri][font=宋体]射线密度计[/font][/font][/b][font=Calibri][font=宋体]:利用射线(如伽马射线、[/font]X[font=宋体]射线)穿过物质的衰减特性[/font][/font][font=宋体](射线在不同密度的介质中衰减程度不同)[/font][font=Calibri][font=宋体]来测量密度,适用于[/font][/font][font=宋体]固体和液体的[/font][font=Calibri][font=宋体]在线监测[/font][/font][font=宋体],[/font][font=宋体]其[/font][font=Calibri][font=宋体]广泛用于矿物加工、石油化工等领域。[/font][/font][font=Symbol] [/font][b][font=Calibri][font=宋体]振动式在线密度计[/font][/font][/b][font=Calibri][font=宋体]:[/font][/font][font=宋体]通过测量振动管在流体中的共振频率来计算密度。振动管中的流体密度变化会引起共振频率的变化,从而可以计算出流体的密度。[/font][font=Calibri][font=宋体]适用于液体和气体的在线实时密度测量[/font][/font][font=宋体],[/font][font=宋体]其[/font][font=宋体]广泛应用于石油、化工、食品和饮料行业。[/font][font=Symbol] [/font][b][font=Calibri][font=宋体]超声波在线密度计[/font][/font][/b][font=Calibri][font=宋体]:利用超声波在流体中的传播特性[/font][/font][font=宋体](超声波在不同密度的介质中传播速度不同)[/font][font=Calibri][font=宋体]实现在线密度测量。适用于需要非接触测量的[/font][/font][font=宋体]各类[/font][font=Calibri][font=宋体]场合,[/font][/font][font=宋体]其[/font][font=Calibri][font=宋体]常用于化工、制药和食品行业。[/font][/font][font=Symbol] [/font][b][font=宋体][font=宋体]核磁共振([/font]NMR)密度计[/font][/b][font=宋体]:利用核磁共振技术,通过测量流体中氢原子核的磁共振信号来确定密度。[/font][font=宋体]主要用于石油和天然气工业的在线密度测量。[/font][b][font=Calibri][font=宋体]在线密度计的优势[/font][/font][font=宋体]:[/font][/b][font=Symbol] [/font][b][font=Calibri][font=宋体]实时监测:[/font][/font][/b][font=Calibri][font=宋体]能够连续监测生产过程中的密度变化,实现实时控制和调整。[/font][/font][font=Symbol] [/font][b][font=Calibri][font=宋体]高精度:[/font][/font][/b][font=Calibri][font=宋体]提供高精度的密度测量结果,确保产品质量和过程控制的准确性。[/font][/font][font=Symbol] [/font][b][font=Calibri][font=宋体]自动化:[/font][/font][/b][font=Calibri][font=宋体]集成到自动化控制系统中,提高生产效率,减少人为干预。[/font][/font][font=Symbol] [/font][b][font=Calibri][font=宋体]耐用性:[/font][/font][/b][font=Calibri][font=宋体]设计坚固耐用,能够在恶劣的工业环境中长期稳定运行。[/font][/font][b][font=宋体]选择在线密度计的注意事项:[/font][/b][font=Symbol] [/font][b][font=Calibri][font=宋体]测量介质:[/font][/font][/b][font=Calibri][font=宋体]根据被测物质的物理和化学特性选择合适的密度计类型。[/font][/font][font=Symbol] [/font][b][font=Calibri][font=宋体]测量范围:[/font][/font][/b][font=Calibri][font=宋体]确保密度计的测量范围适用于具体的应用场景。[/font][/font][font=Symbol] [/font][b][font=Calibri][font=宋体]安装要求:[/font][/font][/b][font=Calibri][font=宋体]考虑在线密度计的安装位置和方式,确保其适应现场条件。[/font][/font][font=Symbol] [/font][b][font=Calibri][font=宋体]维护和校准:[/font][/font][/b][font=Calibri][font=宋体]选择易于维护和校准的密度计,以保证长期稳定运行。[/font][/font][b][font=宋体]在线密度计的维护和校准:[/font][/b][font=Calibri][font=宋体]在线密度计在使用过程中需要定期维护和校准,以确保测量结果的准确[/font][/font][font=宋体]性[/font][font=Calibri][font=宋体]和可靠性。以下是一些基本的维护和校准建议:[/font][/font][font=Symbol] [/font][b][font=Calibri][font=宋体]定期检查:[/font][/font][/b][font=Calibri][font=宋体]定期检查密度计的工作状态,确保其处于良好的工作条件。[/font][/font][font=Symbol] [/font][b][font=Calibri][font=宋体]清洁传感器:[/font][/font][/b][font=Calibri][font=宋体]保持传感器的清洁,避免污垢和沉积物影响测量结果。[/font][/font][font=Symbol] [/font][b][font=Calibri][font=宋体]校准:[/font][/font][/b][font=Calibri][font=宋体]按照制造商的建议进行定期校准,以确保测量精度。[/font][/font][font=Symbol] [/font][b][font=Calibri][font=宋体]更换零部件:[/font][/font][/b][font=Calibri][font=宋体]及时更换磨损或损坏的零部件,保证密度计的正常运行。[/font][/font][font=宋体]总之,在线密度计在工业生产中发挥着重要作用,通过实时监测和控制物质的密度,能够提高生产效率和产品质量。在选择和使用在线密度计时,需要综合考虑其类型、应用场景、安装要求等因素,以确保其最佳性能。[/font]

  • 实验室常用辅助设备系列讨论之——密度计

    《实验室常用辅助设备系列讨论》已经进行了13期,好像没有看到密度计。其实在物性指标的测定中,经常会遇到测定密度,被测物有液体的,也有固体的。这里只是简单介绍液体的密度测定使用的密度计。密度计:测量物质密度的仪器。由于密度和比重之间有一定关系,因此密度计也可以作为比重计。密度计按其用途分为液体密度计、气体密度计、固体密度计等。密度计原理:物体的重力将物体拉向地面,但是如果将物体放在液体中,一种名为浮力的力量将产生反方向的作用力。 浮力的大小等同于物体取代的液体的重力,或者说是排开的液体的重力。 密度计重力是一定的,根据浮力的变化上浮或下沉。 一个功能完好的密度计在放入液体足够长时间后处于漂浮状态(前提是测量液体密度不超过其量程),此时浮力向上推的力量等于重力向下拉的力量。   密度计的重力不变, 其上浮或下沉可以改变其所受浮力的大小而达到平衡。 当重力大于浮力时,密度计会下沉,浮力增加;反之密度计上浮,浮力减小。当它浸入不同的液体中,因浸入深度不同而示数不同。密度计底部的铁砂或铅粒可用来保持平衡,也调整了其重力大小。常用的密度计和比重计有浮子式密度计、静压式密度计、振动式密度计和放射性同位素密度计。浮子式密度计 它的工作原理是:物体在流体内受到的浮力与流体密度有关,流体密度越大浮力越大。如果规定被测样品的温度(例如规定25℃),则仪器也可以用比重数值作为刻度值。这类仪器中最简单的是目测浮子式玻璃比重计, 简称玻璃比重计。   静压式密度计 它的工作原理是:一定高度液柱的静压力与该液体的密度成正比,因此可根据压力测量仪表测出的静压数值来衡量液体的密度。膜盒(见膜片和膜盒)是一种常用的压力测量元件,用它直接测量样品液柱静压的密度计称为膜盒静压式密度计。另一种常用的是单管吹气式密度计(图2)。它以测量气压代替直接测量液柱压力。将吹气管插入被测液体液面以下一定深度,压缩空气通过吹气管不断从管底逸出。此时管内空气的压力便等于那段高度的样品液柱的压力,压力值可换算成密度。  振动式密度计 它的基本工作原理是:物体受激而发生振动时,其振动频率或振幅与物体本身的质量有关。如果在物体内充以一定体积的液体样品,则其振动频率或振幅的变化便反映一定体积的样品液体的质量或密度。  放射性同位素密度计 仪器内设有放射性同位素辐射源。它的放射性辐射(例如γ射线),在透过一定厚度的被测样品后被射线检测器所接收。一定厚度的样品对射线的吸收量与该样品的密度有关,而射线检测器的信号则与该吸收量有关,因此反映出样品的密度。问题1,:你的实验室有密度计吗?测定什么类型的样品?问题2:使用密度计时需要注意什么?

  • 【资料】常见的4种密度计及其各自工作原理

    [font=宋体][size=3] 目前,市场上较常见的密度计有浮子式密度计、静压式密度计、振动式密度计和放射性同位素密度计。[/size][/font][size=3][font=宋体] 浮子式密度计[/font][font=Times New Roman] [/font][font=宋体]它的工作原理是:物体在流体内受到的浮力与流体密度有关,流体密度越大浮力越大。如果规定被测样品的温度(例如规定[/font][font=Times New Roman]25[/font][font=宋体]℃),则仪器也可以用比重数值作为刻度值。这类仪器中最简单的是目测浮子式玻璃比重计(图[/font][font=Times New Roman]1[/font][font=宋体])[/font][font=Times New Roman], [/font][font=宋体]简称玻璃比重计。[/font][/size][size=3][font=宋体] 静压式密度计它的工作原理是:一定高度液柱的静压力与该液体的密度成正比,因此可根据压力测量仪表测出的静压数值来衡量液体的密度。膜盒(见膜片和膜盒)是一种常用的压力测量元件,用它直接测量样品液柱静压的密度计称为膜盒静压式密度计。另一种常用的是单管吹气式密度计(图[/font][font=Times New Roman]2[/font][font=宋体])。它以测量气压代替直接测量液柱压力。将吹气管插入被测液体液面以下一定深度,压缩空气通过吹气管不断从管底逸出。此时管内空气的压力便等于那段高度的样品液柱的压力,压力值可换算成密度。[/font][/size][size=3][font=宋体] 振动式密度计[/font][font=Times New Roman] [/font][font=宋体]它的基本工作原理是:物体受激而发生振动时,其振动频率或振幅与物体本身的质量有关。如果在物体内充以一定体积的液体样品,则其振动频率或振幅的变化便反映一定体积的样品液体的质量或密度。[/font][/size][size=3][font=宋体] 放射性同位素密度计[/font][font=Times New Roman] [/font][font=宋体]仪器内设有放射性同位素辐射源。它的放射性辐射(例如[/font][font=Times New Roman]γ[/font][font=宋体]射线),在透过一定厚度的被测样品后被射线检测器所接收。一定厚度的样品对射线的吸收量与该样品的密度有关,而射线检测器的信号则与该吸收量有关,因此反映出样品的密度。[/font][/size][size=3][font=Times New Roman][/font][/size]

  • 【分享】基础知识--γ射线

    γ 射线是不带电的中性粒子(也即是电磁波), 波长短于0.2埃的电磁波。首先由法国科学家P.V.维拉德发现,是继α、β射线后发现的第三种原子核射线。γ射线是因核能级间的跃迁而产生,原子核衰变和核反应均可产生γ射线 ,其静止质量等于零,也称为光子. 当γ射线和物质相互作用时,同带电粒子与物质的相互作用情况大不相同,γ射线不能使物质直接电离和激发,也没有射程的概念.γ 射线与物质相互作用有3种主要形式, 即光电效应,康普顿效应和电子对效应. 能量较低的γ射线, 在物质中主要产生光电效应 中等能量时,主要产生康普敦效应 而能量较高时, 主要是电子对效应. 3种效应都会产生能使物质的原子电离或激发的次级电子, 而次级电子在物质中的射程不长,所以在考虑对γ射线的屏蔽时,不需要另外采取防护措施. 这就是说, 3种效应产生次数的多少,即是物质吸收γ辐射多少的标志. 理论和实践都证明, 光电效应正比于吸收物质的原子序数Z的4次方,康普顿效应正比于Z/A, 而电子对效应正比于Z 平方.因此屏蔽γ射线时,以采用原子序数高的重物质为最好,例如铅. 通过对γ射线谱的研究可了解核的能级结构。γ射线有很强的穿透力,工业中可用来探伤或流水线的自动控制。γ射线对细胞有杀伤力,医疗上用来治疗肿瘤。 γ射线是一种强电磁波,它的波长比X射线还要短,一般波长<0.001纳米。在原子核反应中,当原子核发生α、β衰变后,往往衰变到某个激发态,处于激发态的原子核仍是不稳定的,并且会通过释放一系列能量使其跃迁到稳定的状态,而这些能量的释放是通过射线辐射来实现的,这种射线就是γ射线。 γ射线具有极强的穿透本领。人体受到γ射线照射时,γ射线可以进入到人体的内部,并与体内细胞发生电离作用,电离产生的离子能侵蚀复杂的有机分子,如蛋白质、核酸和酶,它们都是构成活细胞组织的主要成份,一旦它们遭到破坏,就会导致人体内的正 常化学过程受到干扰,严重的可以使细胞死亡。 γ射线在物质中的吸收 [flash]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2009814235322_01_0_3.swf[/flash]g射线通过物质时,由于光电效应、康普顿效应和电子对生成而损失能量,并逐渐被物质吸收。物质对g光子阻挡能力用半值厚度(half value layer)表示,半值厚度即使g光子活度减弱一半所需要的物质厚度。半值厚度与入射光子能量和介质密度有关,入射光子能量越低,介质密度越大则半值厚度越小,即物质对射线的阻挡作用越强。故g射线常用密度大的物质进行防护

  • X射线仪器线宽校准 粗晶硅

    各位老师,我最近在做X射线衍射测位错密度,其中仪器自身造成的线宽需要消除,我看参考资料里面都是用粗晶硅标准试样进行校准,请问哪里可以购买得到粗晶硅标准样品

  • 深圳先进院碳纳米X射线成像技术取得进展

    中国科学院深圳先进技术研究院承担的国家科技支撑计划“基于碳纳米X射线发射源的CT系统研发”课题团队利用自主研发的碳纳米管薄膜成功地获取首张X射线二维成像图。1月17日,科技部组织的专家组在先进院听取了团队工作汇报并现场考察了该成像装置,对该技术表示了充分肯定,这是我国在碳纳米管X射线源成像研究方面取得的突破性进展和成果。 碳纳米管X射线源是最近几年发展起来的被认为是具有革命性的新型X射线源。具有一百年历史的传统X射线源基于热电子发射阴极,而碳纳米管X射线源创新性的用碳纳米管场发射阴极取代热阴极,从而使该X射线源具有可控发射、高时间分辨、低功耗且易于集成等诸多优势。这些优势将给X射线CT带来结构上的突破。其中,最具潜力的方向之一即基于碳纳米管X射线源阵列的静态扫描CT。该CT以电子式的扫描取代传统的机械转动来获取不同角度的图像,可消除机械转动带来的成像伪影,缩短扫描时间,从而减少病人的辐射剂量,有望提高CT扫描的图像精度。 先进院医工所劳特伯医学成像中心研究团队,经近2年的技术攻关,制备出性能优异的碳纳米管薄膜并研制了基于新光源的X射线成像系统。自主研发的碳纳米管薄膜发射电流密度已达到国际先进水平,研制的X射线源成像系统获得了首张X射线二维成像图。团队目前正在进一步提高阴极稳定性、优化射线源结构,以期开展CT的三维成像。 据悉,作为该课题承担单位的深圳先进院在注重自主研发的同时,也重视与国际前沿单位的密切合作。项目团队所在研究影像中心及国家地方联合高端影像工程实验室在CT系统研制方面具有重要的经验和基础,曾成功研发了高分辨显微CT和低剂量口腔CT,显微CT已经成功应用到中国科学院动物研究所,口腔CT已经进入产业化阶段。正在研发的碳纳米管X射线CT作为一项前瞻性的科学研究,为开发新一代的CT系统储备技术,形成自主知识产权。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201301/W020130122537020414424.png左:成像装置图              右:成像图

  • 了解核聚变有了新工具[图] X射线激光实验研究温稠密物质获得重要进展

    http://www.stdaily.com/stdaily/pic/attachement/jpg/site2/20121007/021349623688218_change_chd2a0_b.jpg 温稠密物质(warm dense matter)是在宇宙星体、地幔内部、实验室核聚变内爆过程中广泛存在的一类物质。因此,在实验室生成温稠密物质,研究它们的特性对模拟惯性约束核聚变、超新星爆炸和某些行星内部结构、地幔的物质演化和成矿机理等具有重要指导意义。 温稠密物质范围很宽,可以定义为热能小于或稍超过费米能状态的物质,是通常凝聚态物质和高温完全电离等离子体之间的一类物质,其电子处于部分电离、部分束缚的状态,成分包括自由和束缚电子、离子、原子、分子以及它们组成的束团,一般处于高压状态。通常这类物质具有高的能量密度特征。 极端X射线探测极端物质 内布拉斯加-林肯大学物理与天文学教授唐纳德·乌姆斯塔德说,要在实验室造出稠密等离子体,一般方法是迅速加热一个固体密度物质,如一薄层金属箔。如果加热速度足够快,就能达到使密度保持相对恒定,接近于通常固体密度值。超短脉冲激光是能将固体快速加热到稠密等离子体的首选。 最近,一个由牛津大学奥兰多·希瑞克斯塔和英、美、德、澳等国科学家组成的国际研究小组利用目前世界最强的X射线激光源——斯坦福大学的直线加速相干光源(LCLS)将铝箔在约80飞秒(1飞秒=10-15秒)内加热到70到180eV(约80到200万开氏度)。由于这么短时间内加热,压力达到几千万大气压,铝箔来不及膨胀,还几乎保持着原来固体密度,生成了温稠密等离子体,研究小组对其内部的电离情况进行了直接检测,并将相关结果以论文形式发表在《物理评论快报》上。 在以往实验中,所用激光只有近红外到紫外波长的激光,新实验用了完全不同的激光:X射线自由电子激光(XFEL)。相干X射线能量很高,达到千电子伏特以上,能将铝核K壳层电子直接击出原子,而红外光基本上只能激发外壳层电子。X射线还能更深地穿透材料,均匀照射整个目标,将其加热到100eV(百万开氏度以上),生成固体密度等离子体。 正如研究小组领导、牛津大学的贾斯廷·瓦克所说:“X射线激光非常关键,我们无法在别的地方进行这种实验。”LCLS为实验提供了特需条件:用于检测极端现象的严格受控的环境,相干X射线能量极高而且能精确调整,精确检测特殊固体密度等离子体属性的方法。 希瑞克斯塔等人检测了铝箔系统内高电荷离子的K壳层电离电子的荧光,反推内部压力电离下有效电离势连续降低的变化,发现实验结果和广泛使用的Stewart-Pyatt模型(1965年提出,简称SP模型)所预测的结果不符,却和更早的Ecker-Krll模型(1963年提出,简称EK模型)吻合的较好。研究人员指出,从研究核聚变能源到理解恒星内部的运行机制,这一结果将对许多领域产生重要影响。 两种模型的含义 推翻沿用半个世纪的模型意味着什么?理论的改换将会对哪些研究产生影响?为此科技日报记者还专门采访了中国科学院院士、北京大学应用物理与技术研究中心主任贺贤土。 贺贤土解释说,温稠密物质中存在复杂的电离效应,精确了解不同粒子的电离程度,可以很好了解强耦合下温稠密物质内各种粒子和束团的状态和成分,这对研究温稠密物质特性,如局部热动力学下状态方程和输运系数十分重要。 目前还没有一种满意的理论能很好描述温稠密物质性质。虽有好几种压力电离模型,但很难判断它们准确性,如何实验诊断难度很大。目前国际上很多数值模拟程序中都采用SP模型,它是用离子间距作为考虑有效屏蔽的平均离子模型的参量;而EK模型是用离子和自由电子密度之和表示粒子间距,作为考虑有效屏蔽的平均离子模型的参量。 希瑞克斯塔等人用两种模型预言温稠密物质的有效电离势发生连续下降的特性,表明了EK模型给出更大的下降,这对精确研究温稠密物质状态方程、电导系数和热导率、离子辐射等性质都有重要意义。 实验的重要性还在于他们筛选出了更好的模型。实验数据与EK模型吻合的更好,表明在计算等离子体密度时不能忽略电子的影响,考虑电子数量的模拟效果更好。但EK模型仍有不符合实验的地方,还需要更多实验和细节上的修正。这也体现了等离子体内部电离的复杂性。 贺贤土说,我国目前还没有像可调谐的千电子伏特以上能量相干的X射线自由电子激光器,上述实验由于条件的限制还无法开展。我们主要利用我国神光Ⅱ和神光Ⅲ原型激光器从整体上进行温稠密物质的状态方程等研究;理论上研究温稠密物质主要从量子统计出发研究它们的电离度、等离子体相变(PPT)、化学势、自能等物理量,并在密度泛函和Green函数等框架下理论研究它们的粒子数密度,进而获得了状态方程和输运系数,精确了解通常要从第一性原理出发进行数值模拟研究。 温稠密物质研究有广泛应用 热核聚变能源是人类理想的清洁能源。目前,实现可控核聚变主要有两种技术途径。一种是用托卡马克装置开展“磁约束聚变”的研究,另一种是激光驱动的惯性约束聚变(ICF)。ICF研究除了应用于聚变能源之外,还可用于国防和高能量密度物理基础科学研究。ICF靶丸在内爆过程中受压缩的燃料就是温稠密物质,因此,更好的模型对于指导我国的实验也是重要的参考。同时ICF研究使用的高功率、大能量纳秒脉冲激光器,以及能产生相对论等离子体的超短、超强皮秒和飞秒激光器,可以提供高能量密度物理研究的重要实验条件。它们不仅对ICF研究,而且对建立地球上天体物理模拟实验室、推动超高能精致台式加速器研究、地幔特性和成矿机理研究、超高能核物理研究等都具有十分重要意义。 贺贤土还指出,高能量密度物理是目前国际上快速发展的新兴学科。在我国,北京大学应用物理与计算研究中心在这一领域中重点开展了以下五个方面的研究:一是高能量密度状态下物质的特性,尤其是温稠密物质的研究;二是强场作用下原子的电离;三是强场下带电粒子加速研究;四是可压缩流体湍流与流体力学不稳定性研究;五是相关数学模型研究和计算机程序开发,目前已获得了大量有国际影响的成果。今年10月北京大学应用物理与计算研究中心还将主持召开高能量密度物理国际会议,国际上很多这一领域的著名科学家将来华参加这一盛会,进行学术交流和讨论合作研究。(记者 常丽君) 《科技日报》(2012-10-08 二版)

  • X射线在线测厚仪选择大成精密有哪些好处

    随着发展,市场上的x射线在线测厚仪越来越多,产品多了,就良莠不齐了,很多厂家在选择时就会小心谨慎很多。在国内知名品牌中,大成精密算是行业发展的比较好的,近年来,选择他们公司产品的厂家也越来越多。到底选择大成精密x射线在线测厚仪的好处有哪些呢?下面小编就来为您讲解一下:  1、高效率  采用变周期自动校准方案:即开机时校准频率较高,随着扫描时间增大,校准频率逐步较小,在保证高精度的同时充分发挥开机后期长时间扫描的效率。  2、创新绿色设计  系统的电气结构设计有很大的改善,配线箱、电源、伺服电机、工控机和键盘鼠标的合理布局,使得系统的可操作性和维护性得以较大提升。强化放射源的射线屏蔽,使操作人员更加放心。  3、高精度  采用了凌华高速高性能采集卡,以100K的采样频率采集传感器输出。在经过硬件、软件滤波之后可得到较稳定的海量信号,保证了重量信号的采集精度。软件修正了老机中的内部物质吸收曲线,使用的新曲线更接近于极片的特性,使得标定一次使用的时间更长,可测量的重量宽度范围更大。软件中对来回行程的重量差异进行位移补偿,较好地消除来回行程差异,提高系统测量重复性和行程无关性。间隙涂布时测量的间隙数据的过滤采用滑动均方差的微分量作为主要依据,过滤数据更精确合理。  4、高稳定性皮实的整体机械结构和优化后的运动驱动系统为精确采样空气和样本余留了较宽裕的空间;高精度伺服电机和丝杆,保证了采样位置的精度。保证了机器长期运行的稳定性。

  • 中子射线:稍微懂点“内功”

    福岛核事故以来,相信大家对电离辐射的概念不再陌生。大师兄α射线,是带有2个质子和2个中子的氦核,二师兄β射线,是高速运动的电子,三师兄γ射线,是一种高能光子,四师兄X射线,是一种比γ射线能量低一些的高能光子。除此之外,还有一个名气不大,本事不小的小师弟,他就是中子射线。中子射线之所以排在四位师兄的后面,因为出场的机会较少。α、β和γ常常产生于天然放射性衰变中,X射线也常常与医学检查联系在一起。除此之外,工业生产当中也时不时地会遇到这几位的身影。相比之下,中子射线就没那么常见了。只有极少数放射性元素衰变时会放出中子,个别原子序数较大的天然放射性元素也会自发裂变释放出中子。为了得到大量的中子射线,往往要用一种粒子去轰击原子核。例如,用α射线轰击铍-9,会生成碳-12和中子。因此,日常生活中接触到中子射线的机会要比其他射线小得多。由于宇宙射线的影响,在海平面附近,中子的通量密度约为60中子/平方厘米·小时,这代表平均1平方厘米的面积上一个小时之内会通过大约60个中子。而在3km的高空,这个数值就增加到了600中子/平方厘米·小时。相比之下,体重70公斤的成人体内每秒钟有约4300个钾-40原子发生衰变,释放β或γ射线,假设人体的横截面是500平方厘米,宇宙射线全部来自竖直方向的话,那么每秒钟穿过人体的中子数约为8.3~83个,还不及钾-40衰变的零头,完全不需担心。 微妙的平衡中子虽然是小师弟,但他还懂一点儿师兄们都不擅长的"内功",那就是把某些本来没有放射性的化学元素变成它的放射性同位素,叫做中子活化(neutron activation)。我们知道,化学元素的原子核由质子和中子组成。在强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用的明争暗斗之下,原子核的“砖块”之间保持着一种微妙的平衡。此时,如果原子核俘获了一个外来的中子,三种相互作用的比例就会发生变化,微妙的平衡也许就不复存在,原子核的大厦变得摇摇欲坠,随时可能土崩瓦解——这就形成了该元素的放射性同位素。中子射线的师兄们也有类似的本领。不过要么是它们的穿透性比中子弱,不能深入物体内部;要么需要很高的能量,天然放射性元素释放的能量通常没这个高;要么与原子核发生反应的概率比中子的小几个数量级,所以放射剂量学的文献通常不考虑它们的“活化反应”。那么,中子射线相对擅长的本领要不要考虑呢?看一个真实的案例就知道了中子射线的真实案例由于天然的放射性元素衰变时极少释放中子,因此,一般人受到大剂量中子射线影响的唯一可能便是核武器和临界核事故了。在核爆炸的最初十几秒中,会释放出大量γ射线和中子射线。1999年,发生在日本JCO公司某燃料厂的临界事故,也释放出了大量γ射线和中子射线,造成2人死亡,留下了惨痛的教训。在日本JCO公司的这次事故中,共有三名操作员受到了致命剂量的辐射,其中A为16~20Gy,B为6~10Gy,C为1~4.5Gy,与之相对的是,人们平均一年所受到的所有辐射的剂量当量为1~10mSv。Gy(戈瑞)表示吸收剂量,1Gy等于1焦耳每千克。如果换算成衡量辐射的生物学效应的剂量当量,Sv(希沃特),还要乘以一个比例因子。对α粒子来说,这个因子是20,对中子来说,这个因子在5~20之间,对β和γ射线来说,这个因子是1。 JCO事故中,患者A的尿液所含的放射性元素的能谱,样品96ml,计数时间为20000秒由于中子射线活化了人体内的化学元素,它们还带上了一定程度的放射性。日本放射科学国家研究所的一篇论文写道,研究人员对受害者血液、尿液和呕吐物进行检测,得到三位受害者体内的钠-24的放射性衰变活度约为每秒1百万~9百万次衰变(8.7MBq,4.0MBq,1.2MBq)。自然界中钠-23的丰度为100%,因此受害者体内的钠-24一定是在核事故中产生的。我们根据文献中的“放射性药物单位给药量的有效剂量”做一个大概的估计,这些钠-24将给受害者造成额外的0.4~2.8mSv的照射,大约相当于做了一次CT检查。因此通常的放射性计量学文献也很少提到中子射线的活化反应。人体的化学元素组成按照重量排,依次是氧、碳、氢、氮、钙、磷、硫、钾、钠、氯、镁等等。除此之外,还有一些不超过人体重量0.4%的微量元素。这些化学元素中的大部分并没有天然放射性;即使其中一些元素俘获了一个中子,要么新产生原子核很稳定,没有天然放射性,要么它的半衰期非常长,对人体的影响可以忽略。要么衰变时不发出、或很少发出γ射线,不易探测。因此,JCO核事故中,从受害者样本中检测到的被中子活化的放射性元素主要有放出γ射线的钠-24、钾-42和溴-82。表一:人体的化学元素组成(按照重量排) 氧 碳 氢 氮 钙 磷 硫 钾 钠 氯 镁 61% 23% 10% 2.6% 1.4% 1.0% 0.20% 0.20% 0.14% 0.12% 0.027%中子射线与食品安全中子射线会不会对我们的食品安全造成影响呢?笔者查询了许多文献,搜索了各种关键词的组合,都没有找到相关话题的讨论。从理论上讲,食品当中的化学元素的确有可能被中子射线活化,从而带有额外的放射性。但讨论这个问题实在有点儿杞人忧天——自然界单位时间的中子通量密度约为60中子/平方厘米·小时,而JCO事故中,受害者遭受的中子通量密度约为5700亿中子/平方厘米,相当于自然情况下100万年的总和。因此,不需要估算吸收剂量,我们就能确定完全不需要考虑日常生活中中子射线的影响。况且,在核事故中,中子射线主要产生在堆芯附近;而食品安全主要讨论的是周围几十公里的区域。在这种时候(即使受到了核武器攻击),对食品安全影响最大的应该是放射性物质的沉降——如果随风飘散的放射性物质都没有影响到食品安全,那么直线运动的,经过防护罩重重阻隔所泄露出来的中子射线(造成的活化)就更加不需要考虑了。这是由于资料匮乏,笔者得出的个人想法。相比α、β、γ和X射线,中子射线的确是个不容小瞧的角色。不过在日常生活中,中子射线对人的负面影响微乎其微,完全不需要考虑。许多工业技术、科学研究和医疗手段都要依赖中子射线、或中子活化所产生的放射性同位素。它就像其它几位师兄一样,已经成为人类生活的重要组成部分。不知不觉之间,它就在改变你的生活。

  • 【转帖】X射线衍射原理

    特征X射线及其衍射 X射线是一种波长很短(约为20~0.06┱)的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。在用高能电子束轰击金属“靶”材产生X射线,它具有与靶中元素相对应的特定波长,称为特征(或标识)X射线。如铜靶材对应的X射线的波长大约为1.5406埃。考虑到X射线的波长和晶体内部原子面间的距离相近,1912年德国物理学家劳厄(M.von Laue)提出一个重要的科学预见:晶体可以作为X射线的空间衍射光栅,即当一束 X射线通过晶体时将发生衍射,衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强,在其他方向上减弱。分析在照相底片上得到的衍射花样,便可确定晶体结构。这一预见随即为实验所验证。1913年英国物理学家布拉格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)在劳厄发现的基础上,不仅成功地测定了NaCl、KCl等的晶体结构,并提出了作为晶体衍射基础的著名公式──布拉格方程: 2d sinθ=nλ式中λ为X射线的波长,n为任何正整数。   当X射线以掠角θ(入射角的余角)入射到某一点阵晶格间距为d的晶面上时(图1),在符合上式的条件下,将在反射方向上得到因叠加而加强的衍射线。布拉格方程简洁直观地表达了衍射所必须满足的条件。当 X射线波长λ已知时(选用固定波长的特征X射线),采用细粉末或细粒多晶体的线状样品,可从一堆任意取向的晶体中,从每一θ角符合布拉格方程条件的反射面得到反射,测出θ后,利用布拉格方程即可确定点阵晶面间距、晶胞大小和类型 根据衍射线的强度,还可进一步确定晶胞内原子的排布。这便是X射线结构分析中的粉末法或德拜-谢乐(Debye—Scherrer)法(图2a)的理论基础。而在测定单晶取向的劳厄法中(图2b)所用单晶样品保持固定不变动(即θ不变),以辐射束的波长作为变量来保证晶体中一切晶面都满足布拉格方程的条件,故选用连续X射线束。如果利用结构已知的晶体,则在测定出衍射线的方向θ后,便可计算X射线的波长,从而判定产生特征X射线的元素。这便是X射线谱术,可用于分析金属和合金的成分。  X射线衍射在金属学中的应用 X射线衍射现象发现后,很快被用于研究金属和合金的晶体结构,出现了许多具有重大意义的结果。如韦斯特格伦(A.Westgren)(1922年)证明α、β和δ铁都是立方结构,β-Fe并不是一种新相 而铁中的α─→γ转变实质上是由体心立方晶体转变为面心立方晶体,从而最终否定了β-Fe硬化理论。随后,在用X射线测定众多金属和合金的晶体结构的同时,在相图测定以及在固态相变和范性形变研究等领域中均取得了丰硕的成果。如对超点阵结构的发现,推动了对合金中有序无序转变的研究,对马氏体相变晶体学的测定,确定了马氏体和奥氏体的取向关系;对铝铜合金脱溶的研究等等。目前 X射线衍射(包括散射)已经成为研究晶体物质和某些非晶态物质微观结构的有效方法。在金属中的主要应用有以下方面:   物相分析 是 X射线衍射在金属中用得最多的方面,分定性分析和定量分析。前者把对材料测得的点阵平面间距及衍射强度与标准物相的衍射数据相比较,确定材料中存在的物相;后者则根据衍射花样的强度,确定材料中各相的含量。在研究性能和各相含量的关系和检查材料的成分配比及随后的处理规程是否合理等方面都得到广泛应用。   精密测定点阵参数 常用于相图的固态溶解度曲线的测定。溶解度的变化往往引起点阵常数的变化;当达到溶解限后,溶质的继续增加引起新相的析出,不再引起点阵常数的变化。这个转折点即为溶解限。另外点阵常数的精密测定可得到单位晶胞原子数,从而确定固溶体类型;还可以计算出密度、膨胀系数等有用的物理常数。   取向分析 包括测定单晶取向和多晶的结构(见择优取向)。测定硅钢片的取向就是一例。另外,为研究金属的范性形变过程,如孪生、滑移、滑移面的转动等,也与取向的测定有关。   晶粒(嵌镶块)大小和微观应力的测定 由衍射花样的形状和强度可计算晶粒和微应力的大小。在形变和热处理过程中这两者有明显变化,它直接影响材料的性能。   宏观应力的测定 宏观残留应力的方向和大小,直接影响机器零件的使用寿命。利用测量点阵平面在不同方向上的间距的变化,可计算出残留应力的大小和方向。   对晶体结构不完整性的研究 包括对层错、位错、原子静态或动态地偏离平衡位置,短程有序,原子偏聚等方面的研究(见晶体缺陷)。   合金相变 包括脱溶、有序无序转变、母相新相的晶体学关系,等等。   结构分析 对新发现的合金相进行测定,确定点阵类型、点阵参数、对称性、原子位置等晶体学数据。   液态金属和非晶态金属 研究非晶态金属和液态金属结构,如测定近程序参量、配位数等。   特殊状态下的分析 在高温、低温和瞬时的动态分析。   此外,小角度散射用于研究电子浓度不均匀区的形状和大小,X射线形貌术用于研究近完整晶体中的缺陷如位错线等,也得到了重视。   X射线分析的新发展 金属X射线分析由于设备和技术的普及已逐步变成金属研究和材料测试的常规方法。早期多用照相法,这种方法费时较长,强度测量的精确度低。50年代初问世的计数器衍射仪法具有快速、强度测量准确,并可配备计算机控制等优点,已经得到广泛的应用。但使用单色器的照相法在微量样品和探索未知新相的分析中仍有自己的特色。从70年代以来,随着高强度X射线源(包括超高强度的旋转阳极X射线发生器、电子同步加速辐射,高压脉冲X射线源)和高灵敏度探测器的出现以及电子计算机分析的应用,使金属 X射线学获得新的推动力。这些新技术的结合,不仅大大加快分析速度,提高精度,而且可以进行瞬时的动态观察以及对更为微弱或精细效应的研究。 爱心捐助

  • 【资料】波长色散X射线荧光光谱仪的性能测试方法介绍

    新的X 射线荧光光谱仪安装调试结束后, 需要对仪器的技术性能进行测试验收, 仪器经过一段时间运行, 由于维修或其他原因使仪器状态发生变化时, 也需要对其性能进行测试。本实验室于1998 年购置了一台SRS3400 型X 射线荧光光谱仪, 合同中规定按澳大利亚关于波长色散型X 射线荧光光谱仪精密度测试的标准方法[ 1 ]验收, 仪器调试完毕即按该标准进行技术性能测试, 获得了令人满意的结果, 验收合格后, 按中国国家计量检定规程[ 2 ]进行计量检定, 通过了CC IBLAC 认可委员会的现场评审。澳大利亚标准包括4 个方面: 1、测试的频率 2、计数器测试, 包括分辨率和流气计数器窗膜的导电率 3、光谱仪精密度测试, 包括各个部件的到位精密度和仪器的稳定性 4、确定计数器的死时间。国家计量检定规程包括外观和技术性能两部分, 技术性能指仪器的精密度和稳定性, 计数器的计数率、分辨率和计数线性, 与澳大利亚标准在很多方面是相似的, 考虑到计数器的死时间已在仪器出厂前由仪器公司设定, 故本文主要介绍计数器性能和仪器的精密度与稳定性测试方法。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=77584]波长色散X射线荧光光谱仪的性能测试方法介绍[/url]

  • 能量色散X荧光谱仪(EDXRF) --- X射线荧光分析(电子档书籍)

    上传一份Down的,资料,与各位亲友们共享:资料的目录如下:有需要的友们,可去下载阅读。第一章 简单原理第二章 X射线的发生、衍射和吸收原理第三章 X射线的激发第四章 波长色散分光计和晶体性质第五章 探测器和电路第六章 能量色散第七章 分析的精密度和准确度第八章 定量分析的数学方法第九章 X射线光谱分析的应用和试样制备第十章 电子探针微区分析第十一章 附录

  • 【原创大赛】能谱分析时,x射线作用体积大小

    【原创大赛】能谱分析时,x射线作用体积大小

    做薄膜或者微纳米级颗粒时,我们总希望知道电子束打到样品上的作用体积是多少,采集的能谱信息是否还包含了基体信息。那知道作用体积大小之前,我们先了解何为作用体积,请看下图,基本上sem上使用的信号由表面逐渐深入向下为 二次电子(绿色),背散射电子(红色),特征x射线(黄色),连续x射线(内灰),二次荧光(外灰)。如此,分辨率最好的信号自然是二次电子。而x射线的分辨率相比sei较差,即sei可以清楚分辨的颗粒,能谱不一定能完全检测了。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210032223_394465_2512186_3.jpg由以上铺垫,我们再看下图,这是对于一种样品,不同线系的激发体积示意图。即k线系激发的深度及广度比l线系浅。原因:入射电子能量需大于临界激发能Ec或x射线吸收能才能激发出该元素的x射线,不同线系激发能Ec各有不同。通常K线系的激发能Ec高于L线系的,入射电子进入样品后,与原子发生碰撞并出射,在此过程中发生多次碰撞并激发出能量较低的L线系。因此L线系的广度及深度较大。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210032225_394467_2512186_3.jpg在操作过程中,如何判断电子束作用体积。如果是INCA操作界面,可以选择point&ID功能,并在采集谱图 下选择功能 显示x射线发射源 这个按键就是下图最下面的圆环套圆环。点击此环并点击点分析的十字叉线,点击电子图像并在该点采集能谱时,就可以看到采集点周围有黄色和蓝色的圆圈。如下右图显示。此时可以看到两种颜色的圈圈,其中蓝色的圈代表Mo元素的作用范围,而黄色的圈代表Si元素作用的范围。其中Mo的密度是10.22,而si的密度是2.33.当待测样品的密度介于si和Mo之间,则电子束的作用范围则是黄圈与篮圈之间,如Fe是7.87,其作用体积更靠近篮圈。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210032356_394488_2512186_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210040000_394489_2512186_3.jpg也就是说此处x射线作用范围工具是一个参考工具。操作者可以根据自己样品的密度来估计作用范围。同时,我们也可以看得此圆环不仅有黄蓝之别,仍有虚实之差。根据上文提到,L线系的作用范围会较K线系更广,因此此处虚线代表L线系的作用范围,实线代表k线系的作用范围。同理,如果此处只能激发出L线系和M线系的话,那M线系为须,L线系为实。如果有兴趣的话,大家可以尝试,在20kv下采集图像并打点,看作用体积。之后再10kv下再采集图像并打点。比较两次作用体积,会发现明显的变化。(注意,改变加速电压后,需要重新采集图像,才可以看到差别哦)

  • 石墨电极真密度的测定及其他介绍

    石墨电极真密度的测定及其他介绍石墨电极以石油焦、沥青焦为颗粒料,煤沥青为黏结剂,经过}昆捏、成型、焙烧、石墨化和机械加工而制成的一种耐高温的石墨质导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料,通过石墨电极向电炉输入电能,利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温为热源,使炉料熔化进行炼钢,其他一些电冶炼或电解设备也常使用石墨电极为导电材料。2000年全世界消耗石墨电极100万t左右,中国2000年消耗石墨电极25万t左右。利用石墨电极优良的物理化学性能,在其他工业部门中也有广泛的用途,以生产石墨电极为主要品种的炭素制品工业已经成为当代原材料工业的重要组成部门。直流电弧炉用石墨电极 直流电弧炉是20世纪80年代初发展成熟的新型电炉炼钢设备,初期的直流电弧炉是在原来的交流电弧炉基础上改造而成,有的使用3根石墨电极,有的使用2根石墨电极,但80年代中期以后新设计的直流电弧炉多数只用1根石墨电极,与相同功率使用3根石墨电极的交流电弧炉相比,在高温下受到氧化的电极总表面积大大减少,同样以超高功率运行的直流电弧炉,每吨钢的石墨电极的消耗可以降低50%左右,直流电弧炉电流通过电极时不产生趋肤效应及邻近效应,在电极横截面上电流分布均匀,而且直流电弧的稳定性好,运行中机械振动较小,电炉的噪声也较低。直流电弧炉配用石墨电极的直径也是根据电炉容量和电极允许电流密度计算出来的,对相同输入功率的超高功率电炉而言,使用1根石墨电极的直流炉,电极直径要大一些,如容量为150t的交流电弧炉使用直径600mm的电极,而相同容量的直流电弧炉要使用直径700~750mm的电极,直流电弧炉对石墨电极的质量要求比交流电弧炉使用的还要高一些。石墨电极真密度的测定测定石墨电极试样的真密度为不含孔隙的试样单位体积的质量。测定石墨电极真密度的方法有X射线衍射法和密度瓶法。前者一般用于科学研究,后者广泛用于生产检测,也适用于炭素原料真密度的测定。测定方法 将干燥石墨电极试样粉碎至0.15mm以下,称取3g,放入25mL密度瓶中,加入15mL蒸馏水,在砂浴(或电热板)上煮沸5min排除试样孔隙中的气体,取下密度瓶冷至室温,加入事先煮沸并冷至室温的蒸馏水到密度瓶的刻线,把密度瓶放人20℃±1℃的水浴中20min,密度瓶液面应低于水浴液面,zui后调整至刻线,取出密度瓶,用干毛巾将瓶外水分擦干,用天平迅速称量。真密度按下式计算:dt=m?dw/(m+m1–m2)式中dt为真密度,g/cm3;m为试样质量,g;m1为密度瓶加水的质量,g;m2为密度瓶加水加试样的质量,g;dw为水在20℃的密度,g/cm3。除水之外,作为浸润介质的还有乙醇、丁醇苯、煤油等,这些介质的浸润性优于水,测定精度稍高,但易挥发和燃烧。此外,还可采用真空法排除试样孔中的气体,在保持一定真空度的条件下,测定真密度(真空排气法见炭块显气孔率的测定)。

  • 【资料】X射线衍射原理及应用介绍

    X射线衍射原理及应用介绍特征X射线及其衍射 X射线是一种波长很短(约为20~0.06┱)的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。在用电子束轰击金属“靶”产生的X射线中,包含与靶中各种元素对应的具有特定波长的X射线,称为特征(或标识)X射线。考虑到X射线的波长和晶体内部原子间的距离(10-8cm)相近,1912年德国物理学家劳厄(M.von Laue)提出一个重要的科学预见:晶体可以作为X射线的空间衍射光栅,即当一束 X射线通过晶体时将发生衍射,衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强,在其他方向上减弱。分析在照相底片上得到的衍射花样,便可确定晶体结构。这一预见随即为实验所验证。1913年英国物理学家布喇格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)在劳厄发现的基础上,不仅成功地测定了NaCl、KCl等的晶体结构,并提出了作为晶体衍射基础的著名公式──布喇格定律: 2d sinθ=nλ式中λ为X射线的波长,n为任何正整数。 当X射线以掠角θ(入射角的余角)入射到某一点阵平面间距为d的原子面上时(图1),在符合上式的条件下,将在反射方向上得到因叠加而加强的衍射线。布喇格定律简洁直观地表达了衍射所必须满足的条件。当 X射线波长λ已知时(选用固定波长的特征X射线),采用细粉末或细粒多晶体的线状样品,可从一堆任意取向的晶体中,从每一θ角符合布喇格条件的反射面得到反射,测出θ后,利用布喇格公式即可确定点阵平面间距、晶胞大小和类型 根据衍射线的强度,还可进一步确定晶胞内原子的排布。这便是X射线结构分析中的粉末法或德拜-谢乐(Debye—Scherrer)法(图2a)的理论基础。而在测定单晶取向的劳厄法中(图2b)所用单晶样品保持固定不变动(即θ不变),以辐射束的波长作为变量来保证晶体中一切晶面都满足布喇格条件,故选用连续X射线束。如果利用结构已知的晶体,则在测定出衍射线的方向θ后,便可计算X射线的波长,从而判定产生特征X射线的元素。这便是X射线谱术,可用于分析金属和合金的成分。   X射线衍射在金属学中的应用 X射线衍射现象发现后,很快被用于研究金属和合金的晶体结构,出现了许多具有重大意义的结果。如韦斯特格伦(A.Westgren)(1922年)证明α、β和δ铁都是体心立方结构,β-Fe并不是一种新相 而铁中的α─→γ转变实质上是由体心立方晶体转变为面心立方晶体,从而最终否定了β-Fe硬化理论。随后,在用X射线测定众多金属和合金的晶体结构的同时,在相图测定以及在固态相变和范性形变研究等领域中均取得了丰硕的成果。如对超点阵结构的发现,推动了对合金中有序无序转变的研究,对马氏体相变晶体学的测定,确定了马氏体和奥氏体的取向关系;对铝铜合金脱溶的研究等等。目前 X射线衍射(包括散射)已经成为研究晶体物质和某些非晶态物质微观结构的有效方法。在金属中的主要应用有以下方面:   物相分析 是 X射线衍射在金属中用得最多的方面,分定性分析和定量分析。前者把对材料测得的点阵平面间距及衍射强度与标准物相的衍射数据相比较,确定材料中存在的物相;后者则根据衍射花样的强度,确定材料中各相的含量。在研究性能和各相含量的关系和检查材料的成分配比及随后的处理规程是否合理等方面都得到广泛应用。   精密测定点阵参数 常用于相图的固态溶解度曲线的测定。溶解度的变化往往引起点阵常数的变化;当达到溶解限后,溶质的继续增加引起新相的析出,不再引起点阵常数的变化。这个转折点即为溶解限。另外点阵常数的精密测定可得到单位晶胞原子数,从而确定固溶体类型;还可以计算出密度、膨胀系数等有用的物理常数。   取向分析 包括测定单晶取向和多晶的结构(见择优取向)。测定硅钢片的取向就是一例。另外,为研究金属的范性形变过程,如孪生、滑移、滑移面的转动等,也与取向的测定有关。   晶粒(嵌镶块)大小和微观应力的测定 由衍射花样的形状和强度可计算晶粒和微应力的大小。在形变和热处理过程中这两者有明显变化,它直接影响材料的性能。   宏观应力的测定 宏观残留应力的方向和大小,直接影响机器零件的使用寿命。利用测量点阵平面在不同方向上的间距的变化,可计算出残留应力的大小和方向。   对晶体结构不完整性的研究 包括对层错、位错、原子静态或动态地偏离平衡位置,短程有序,原子偏聚等方面的研究(见晶体缺陷)。   合金相变 包括脱溶、有序无序转变、母相新相的晶体学关系,等等。   结构分析 对新发现的合金相进行测定,确定点阵类型、点阵参数、对称性、原子位置等晶体学数据。   液态金属和非晶态金属 研究非晶态金属和液态金属结构,如测定近程序参量、配位数等。   特殊状态下的分析 在高温、低温和瞬时的动态分析。   此外,小角度散射用于研究电子浓度不均匀区的形状和大小,X射线形貌术用于研究近完整晶体中的缺陷如位错线等,也得到了重视。 X射线分析的新发展 金属X射线分析由于设备和技术的普及已逐步变成金属研究和材料测试的常规方法。早期多用照相法,这种方法费时较长,强度测量的精确度低。50年代初问世的计数器衍射仪法具有快速、强度测量准确,并可配备计算机控制等优点,已经得到广泛的应用。但使用单色器的照相法在微量样品和探索未知新相的分析中仍有自己的特色。从70年代以来,随着高强度X射线源(包括超高强度的旋转阳极X射线发生器、电子同步加速辐射,高压脉冲X射线源)和高灵敏度探测器的出现以及电子计算机分析的应用,使金属 X射线学获得新的推动力。这些新技术的结合,不仅大大加快分析速度,提高精度,而且可以进行瞬时的动态观察以及对更为微弱或精细效应的研究。[color=#DC143C][size=4]希望对大家有用。[/size][/color]

  • 【讨论】关于X射线荧光分析仪的几点疑问

    看了下规程JJG810-1993.波长色散X射线荧光光谱仪器.不是很懂,1.在检定项目中没有象气象规程那样有检定条件,按着条件校准,然后给出次条件下的技术指标.2在技术性能中,精密度,稳定性的N值到底怎么定,技术指标能否统一?3,标准器具有黄铜或者纯铜,黄铜是否纯,它的定值是怎么样?是给出铜的纯度指标,还是杂质含量指标,比喻,重金属铅或者其他!!??4,是否可以用液体标准溶液校准,比如买100mg/ml的镉溶液校准.5,现在所见识的X-RAY,很多日本产的,比如精工的SEA2000型等,都带有自校准片,那个是否可以做为检定X-RAY的标准器具,能否通过实验室认可??[em49] [em49] [em49] [em49] [em49]

  • 超声骨密度仪

    目前医院很多都以X线来作为骨密度的测试,但是目前发现超声的更好使用,无辐射,所有人群都适合包括孕妇,可以在整个孕期来观察骨密度的状况。

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