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2D (GI) SAXS/WAXS 二维(掠入射)小角/广角X射线散射线站 —— 纳米真空互联实验站设备介绍第24期

  • 时间:2023-11-22 14:09:42
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  • 纳米真空互联实验站设备介绍之

    2D(GI)SAXS/WAXS

     
    01

    设备简介
     



    设备型号:Xeuss 3.0


    设备特色:

    高亮度、高准直X射线,可快速采集、实时观测结果;入射光、散射光处于真空中,有效避免空气散射;小角、广角同步采集,获得原子级-500 nm尺度结构信息;可进行变温、拉伸、气氛等多种原位测试;适用于多类样品,如:粉末,薄膜、块体、纤维、胶体、溶液等。
     
    02

    应用领域

    高分子、生物材料、纳米材料、半导体、能源、食品、药物、化工、金属、矿物等。


    03

    关键性能参数

    X射线光源一:高亮度微焦斑液态Ga靶点光源,波长1.341 Å,最大功率250 W

    X射线光源二:高亮度微焦斑固态Cu靶点光源,波长1.542 Å,额定功率30 W,单位面积功率密度 ≥ 8.0 kW/mm2

    样品处最大X射线光通量:≥ 2.0 ×10phs/s (液态Ga)

    样品处光斑大小在0.15 mm~2.4 mm范围内实时、连续、自动改变,精度0.001 mm

    系统自动连续采集二维图谱的极限角度或q范围:2θ_min ≤ 0.014°, q_min ≤ 0.01 nm-1, 2θ_max ≥ 75°, q_max ≥ 49 nm-1Cu靶);

    透射模式:所有样品台均具有自动采集2θ = 60°,q = 40 nm-1Cu靶)处完整的360°全方位角的原始、完整二维图谱;

    掠入射模式:自动连续测试0.01 nm-1 ~ 30 nm-1Cu靶)的二维图谱;

    升降温样品台:-150℃~350℃,温控精度 ± 0.1℃

    拉伸样品台:0-20N(精度0.001 N),0-200 N (精度0.01 N),同时可变温-150℃~250℃

    原位气氛反应仓(掠入射小角模式):可承受不低于4 bar的压力,同时可变温-150~600℃。


    04

    设备功能

    可以进行材料结晶性、取向及相变分析;测定散射体分散性、尺寸分布、平均尺寸、体积分数、比表面积、孔隙度、粒子形状、平均壁厚、界面层平均厚度,纳米尺度的周期性结构分析、散射体分形特征。

    05

    设备案例

    1. GIWAXS-有机太阳能电池(Adv. Funct. Mater. 2023, 2304824



    在喷墨打印制备有机太阳能电池薄膜过程中容易出现印刷线(printing pattern lines),这会影响薄膜形貌及性能,通过引入四氢化萘(THN)形成混合溶剂可以消除这种受温度影响的干燥线(Drying Lines)。利用GIWAXS证明了有机太阳能电池薄膜的面内、面外取向,同时通过对面内、面外峰进行拟合,计算d-spacingCCL,证明了THN的引入能够提高其结晶性,从而有助于提高有机太阳能电池的性能。


    2. WAXS -高性能芳纶纤维(Nat. Comm. 2023, 14:3019


    取向度和结晶度对与纤维的性能至关重要,利用WAXS结果对杂环芳纶纤维的结晶度和取向进行计算分析,结果表明,相比于长胺基单壁碳纳米管(al-SWNT)和未胺基化的短切单壁碳纳米管(sc-SWNT),短切胺基化单壁碳纳米管(sa-SWNTs)能够实现碳纳米管在芳纶纤维中的完美取向以及均匀分散,从而诱导杂环芳纶高分子链的排列,提高其结晶性和取向度,实现sc-SWNT极少添加量下,大幅提升杂环芳纶纤维的力学性能。


    3. GISAXS-量子点超晶格


    不同结构的量子点超晶格


    4. WAXS-粉末样品原位变温


    粉末样品经原位加热后发生相变


    06

    制样要求

    具体测试及制样要求请提前与设备工程师沟通。

    设备工程师:张青

    手机:18706203223

    邮箱:qzhang2020@sinano.ac.cn

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