X射线小角度衍射

X射线小角度衍射SAXS(SmallAngleX-rayScattering)内容概要一、SAXS的概述二、SAXS的研究对象及特点三、SAXS工作原理四、SAXS的实物举例五、SAXS技术应用举例一、SAXS的概述1.概念当X射线照到试样上,如果试样内部存在纳米尺寸的密度不均匀区(1-100nm),则会在入射X射线束周围2-5°的小角度范围内出现散射X射线.称为X射线小角度散射,英文为SmallAngleX-rayScattering,简称SAXS.2.发展历史•自20世纪30年代发现小角X射线散射现象以来,它已成为材料几何结构表征的有效手段之一。•历史上,SAXS发展缓慢,主要是因为小角相机的装配操作麻烦,还受X射线强度的限制,曝光时间(特别是稀溶液)很长。•20世纪70年代以后,随着同步辐射(SR)装置的建立,以同步辐射为X射线源的小角散射(SR-SAXS)平台成了小角X射线散射实验的主要基地。3.国外的现状•目前,世界上大约有22个国家(和地区)建有(或将建)60余个同步辐射装置,它们大都分布在发达国家,如美国、法国、英国、德国、意大利、俄罗斯、日本等。•特点:强度高、光源稳定、发散度小、光斑小、分辨率高、自动化程度高,可调的能量、相机长度和样品环境,能进行时间分辨测量、小角散射广角衍射同时测量(有些实验站还能进行超小角散射、异常小角散射测量),并配有高效数据处理软件,科学和产业化需求旺盛。4.国内现状•我国唯一的同步辐射小角散射站是于1995年在北京正负电子对撞机(BEPC)上的同步辐射装置(BSRF)的4B9A束线上建立并正式对用户开放的。•二.SAXS的研究对象及特点1.SAXS的研究对象:(1)纳米材料研究(2)生物大分子研究(3)高分子研究2.SAXS的特点:•SAXS对试样的适用范围较宽,可以是液体、固体、晶体、非晶体或它们之间的混合体,也可以是包留物和多孔性材料等。•SAXS可以研究高聚物的动态过程,如熔体到晶体的转变过程。•当研究生物体的微结构时,SAXS可以对活体或动态过程进行研究。•SAXS可以得到试样内统计平均信息。•试样制备简单,在SAXS测试中一般不被破坏,而且还可反复使用或供其它测量使用。三、SAXS工作原理1.SAXS的原理能用布拉格定律2dsin=n来解释，具体的应用场合则因为入射射线的本质和被检测样品的本质不同而有所区别。•由布拉格方程可以看出:入射线经过样品时的光程差(对于一般晶体材料，主要由面间距d决定；对于胶体颗粒，主要由颗粒电子密度起伏决定)；入射角度和入射射线的波长。电子衍射和普通X射线衍射的区别在于入射线本质不同；普通X射线衍射和小角度X射线衍射在于样品对光程差的贡献不同。2.SAXS的工作装置图四、SAXS的实物举例1.实物S3-MICRO:2.S3-MICRO的工艺参数:3.处理结果举例: