CuCoMnO_x光谱选择性吸收涂层的研究

以丙烯酸改性聚氨酯为粘结剂,CuCoMnOx半导体复合氧化物为颜料,采用喷涂法制备了光谱选择性吸收涂层。考察了颜料与粘结剂的质量比〔简称颜基比(P/B),下同〕、球磨时间、温度、底材和膜层厚度等因素对涂层光热性能的影响。结果表明,颜基比为3∶1,球磨时间9～12 h,Al作底材,膜层厚度1.9μm时所得涂层的吸收率αs=0.936,发射率εT=0.312,αs/εT=3.0。经测定,涂层具有较强的机械性能、耐腐蚀性能和耐候性能。

基于光子筛的软X光谱仪

介绍了采用新型软X光谱学光子筛作为分光元件的软X光谱仪的原理和结构参数设计。新谱仪理论测量范围为100eV～2keV,光谱分辨力达0.35nm。应用该谱仪在SILEX-Ⅰ装置上测量了飞秒激光与固体铜靶相互作用产生的X射线发射谱。实验结果表明,该谱仪主要性能指标达到设计要求,适合于激光与等离子体相互作用产生的软X射线研究。

碳等离子体发射的“水窗”波段X光谱研究

本文报道首次利用新型的ＯＨＳ（丁二酸氢十八酯）晶体诊断碳等离子体产生的“水窗”波段软Ｘ光光谱发射特性，观察到了有意义的Ｋ＿α谱线；并根据实验识别出的特征谱线，精确地推导出ＯＨＳ新晶体的品格常数２ｄ＝９．１ｎｍ，和摆动曲线半宽度Δθ＝２．５ｍｒａｄ。

软X光谱的滤波差分测量系统

采用复合滤片法建立的软X光谱滤波差分测量系统 ,设计了五对匹配差分对 ,将滤波差分法用于激光等离子体实验测量。测量结果表明 ,此系统具有单色性好、反演方法简单和精度高的特点 。

ROSS滤片法测量软X光谱强度

介绍了 ROSS滤片差分法基本原理 ,给出了 ROSS滤片差分对的理论设计及实际应用差分对的响应函数计算结果。并用此方法获得了激光等离子体发射软 X光谱的绝对强度测量值。

用于激光等离子体诊断的滤波-差分硬X光谱仪

介绍了利用滤片和 Si半导体探测器差分阵列组合的硬 X光谱仪的工作原理、结构性能和测谱特点。给出

PCI接口芯片在X光谱测量系统中的设计与实现

在X光谱探测中,采用PCI数据总线作为传输通道能够有效实现数据采集的高速实时性.论文介绍了PLXtech公司的PCI总线目标接口芯片PCI9030的功能、特点,尔后对利用PCI9030接口芯片进行X光谱测量系统中高速数据采集卡的硬件和软件设计进行了详细阐述,并利用所研制成的测量系统,得到了实测的X光谱谱线,达到了预期的应用研究目标.

X光谱的平滑处理

提出采用AR模型处理X光谱的方法。该方法将测得X光谱看作对某信号的经典谱估计,利用FFT计算原信号的自相关函数,并利用AR模型对X光谱重新估计。采用该方法处理后,光谱变得更为平滑,且提高了光谱的分辨力。实验结果证实了该方法的有效性。

PCI9030在基于PCI总线X光谱数据采集卡中的应用

工业X-CT(X-ray Computed Tomography)即工业X射线层析成像技术,既是一种精密的测试设备,也是一种先进的无损检测技术,在航空、航天、军工、机械、电子、石油及地质等部门中有着广泛的用途.在工业X-CT系统中,因为X射线的能量是一个连续谱线,故X射线与被测物作用后将产生"能谱硬化"(Beam-hrdening)现象,这对CT图像质量将造成不良的影响,必须进行硬化校正.X光谱仪即是为此而研制的.论文在分析比较X光谱仪数据采集卡及系统的基础上,研制了一种基于PCI总线的X光谱数据采集卡,并就PCI数据采集卡设计中采用目标接口芯片PCI9030时,如何对本地总线及挂接的设备进行硬件设计以及如何设置几个重要的寄存器等进行了阐述,获得了一些进展.

极化X光谱诊断铝激光等离子体的电子密度

为了准确诊断激光等离子体的电子密度,提出了一种基于极化光谱的类氦共振线与互组合线相对强度比诊断电子密度的方法.该法考虑了激光等离子体发射的X射线存在极化的特性,用极化光谱理论对测量的类氦共振线和互组合线光谱相对强度比进行精密校正,再推导等离子体的电子密度.在2×10J激光装置上进行了实验,使用极化PET(002)晶体谱仪测量了Al类氦离子光谱,利用光谱的极化特性推出Al等离子体的电子密度约为1.5×1020 cm-3.结果表明极化X光谱推导等离子体电子密度方法适合激光高温高密等离子体诊断.

基于PLS的X光谱重金属含量模型建立

随着宜昌地区工业水平的快速发展,宜昌及周边农田土壤中重金属的污染风险在日益增大。污染土壤的部分重金属元素生物毒性显著,若过量摄入可引起生理功能紊乱、营养失调。利用能量色散X荧光光谱仪采集土壤样本光谱数据,采用偏最小二乘法建立As、Gu、Pb、Cr、Zn五种重金属元素的含量模型。模型经交互验证,其预测值与实际值的相关系数均达到0.9以上,预测均方根误差较小。研究表明,所建模型的精度及相关性均比较理想,能够较准确地测量土壤中的5种元素,对于提高能量色散X荧光光谱仪的准确性有重要意义。

X光谱分析法在测定萤石硫中的应用

萤石中硫的检测方法有硫酸钡重量法、红外线吸收法、燃烧碘量法、ICP法，因硫酸钡重量法耗时长且不易操作；燃烧碘量法出现较高含硫量的萤石样时燃烧不完全、低含量的样品终点颜色易滴定过量；用红外吸收法测定时，因氟离子的腐蚀导致碳硫仪气路管和金属过滤器堵塞，影响仪器的正常运行和数据出现较大偏差。本文介绍了利用x荧光压片法测定萤石中的硫，用ICP—AES电感耦合等离子体发射光谱法和x荧光光谱法进行比对，结果精密度和准确度较高。

X射线荧光光谱(XRF)法测定喀斯特地区土壤样品中Al_(2)O_(3)、CaO、Fe_(2)O_(3)、K_(2)O、MgO、SiO_(2)含量

为揭示喀斯特地区不同自然环境下土壤的相似性和差异性,为后续喀斯特石漠化治理和植被恢复提供科学依据,利用微晶纤维素作为粘结剂,采用粉末样品压片制样,使用波长色散X射线荧光光谱法建立了同时测定喀斯特地区碳酸盐、硅酸盐土壤样品中关键成分Al_(2)O_(3)、CaO、Fe_(2)O_(3)、K_(2)O、MgO、SiO_(2)含量的方法。从粘结剂对压片效果的影响,粘结剂添加比例对元素含量检测结果的影响,Al_(2)O_(3)、CaO、Fe_(2)O_(3)、K_(2)O、MgO、SiO_(2)的测量参数分析线,分析晶体、基体效应和谱线重叠干扰等方面进行了方法参数确认。根据优化的参数,使用49个土壤标准物质绘制校准曲线建立了检测方法。结果表明,利用新建方法进行Al_(2)O_(3)、CaO、Fe_(2)O_(3)、K_(2)O、MgO、SiO_(2)检测,检出限多在61.0 mg/kg以下,相对标准偏差(RSD,n=6)为0~3.7%,同时,利用新建方法对采自喀斯特地区不同类型的土壤样品进行检测,Al_(2)O_(3)、CaO、Fe_(2)O_(3)、K_(2)O、MgO、SiO_(2)均可被检出。方法具有操作简便、快速、准确的优点,可同时检测喀斯特地区碳酸盐、硅酸盐土壤样品中Al_(2)O_(3)、CaO、Fe_(2)O_(3)、K_(2)O、MgO、SiO_(2)含量。

X射线荧光光谱法测定锌合金中铜和铝的含量

建立了一种通过X射线荧光光谱法测定锌合金中铜、铝含量的方法,并利用整套锌合金标准样品建立了标准曲线,优化了仪器条件,采用经验系数法对基体效应进行了校正。对参与曲线建立的标准品进行测定,测定值的相对标准偏差为铜0.4%、铝0.04%;对未参与曲线建立的标准品进行7次测定,测定结果的平均值与认定值的差值绝对值铝为0%、铜为0.03%,均小于现行国家标准方法的重复性限。

基于同步辐射X射线荧光光谱与一维卷积神经网络的癌症筛查方法

癌症是全球范围内引起高发病率与高死亡率的疾病之一。现有癌症检测方法耗时、昂贵、专业人员依赖性强,开发一种无损、快速筛查方法非常重要。在前期工作基础上,发展了基于同步辐射X射线荧光光谱技术(SRXRF)与深度学习技术结合的一种非靶标金属组学方法筛查癌症患者。首先,分析控制组与癌症组共269份血清样本的SRXRF谱线,得到Ca、Mn、Zn、Ge、Br在两类人群中具有代表性差异,可以作为癌症筛查的标志物;其次,对于平均光谱进行归一化(Normalization)、迭代自适应加权惩罚最小二乘法(airPLS)、Savitzky-Golay平滑(SG)、标准正态变换(SNV)的预处理,并建立偏最小二乘判别分析(PLSDA)、K近邻法(KNN)、软独立建模分类法(SIMCA)的化学计量学模型,三种模型对癌症筛查的最优准确率分别为89.89%、93.26%、90.95%;最后,基于像素级光谱,搭建三种一维卷积神经网络(1DCNN)模型,三种模型准确率分别为93.56%、95.24%、93.27%,相对于化学计量学模型均有所提高,增加卷积层的数量有助于数据特征提取,模型准确率提高了1.68%。将三种模型卷积层提取获得的特征进行t-分布随机邻域嵌入算法(tSNE)降维可视化,得到1DCNN提取的特征具有显著可分性,SRXRF结合1DCNN模型开发的非靶标金属组学方法在实现癌症的快速筛查方面具有潜力。

基于X射线荧光光谱的温稠密物质离化分布实验方法研究

受温度及密度等环境效应影响,温稠密物质的电子结构发生显著变化,其理论描述非常复杂,精密实验测量亦极其困难.本文发展了基于X射线荧光光谱研究温稠密物质离化分布的实验方法,结合理论研究有助于深入理解温稠密物质的电子结构变化.在万焦耳激光装置上,设计特殊构型黑腔复合加载产生数十eV、近固体密度的稠密Ti物质,利用激光辐照V产生的热发射线泵浦Ti的荧光,并采用晶体谱仪诊断样品的X射线荧光光谱.实验中获得冷样品和加载样品的荧光光谱,观测到加载样品K_(α)及K_(β)荧光谱线相对于冷样品光谱在高能侧的显著变化,结合理论计算解释了加载样品荧光谱线的变化主要来源于其温度上升后离化分布的改变,建立了基于X射线荧光光谱的温稠密物质离化分布实验研究能力.

基于便携式X射线荧光光谱速测的设施菜地土壤重金属污染诊断与评价

土壤重金属污染快速诊断与评价是污染防控与风险管理的前提。以广东省典型设施蔬菜产地土壤为研究对象,采用便携式X射线荧光光谱法(portable X-ray fluorescence spectroscopy,PXRF)原位快速获取土壤重金属(镉(Cd)、铜(Cu)、铬(Cr)、铅(Pb)、锌(Zn)、砷(As)、镍(Ni)及汞(Hg))含量,在传统实验室方法验证PXRF的准确性和稳定性的基础上,对广东省设施菜地表层土壤重金属的污染状况进行快速诊断,并对土壤重金属污染风险进行评价。结果表明:(1)异位PXRF法对土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As及Ni的测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01),土壤Pb和As含量的PXRF原位测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01);(2)土壤含水量为150 g·kg^(-1)~200 g·kg^(-1)时,Cr、Pb、Zn和As的PXRF原位测定值与实验室测定值的相关性达到了极显著水平(P<0.01);(3)土壤Cd和Cu的超标现象较为突出,其点位超标率分别为20.9%和10.0%。设施菜地土壤Cd的平均含量为0.21 mg·kg^(-1),约为露天农田土壤的1.2倍。珠江三角洲地区设施土壤中各重金属的含量整体较其他地区高;(4)土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As、Ni及Hg的单项污染指数均小于1,由高到低依次为Cd>Cu>Pb>Zn>Cr>As>Ni>Hg,内梅罗综合污染指数的均值为0.69。就整体平均值而言,土壤重金属污染程度处于清洁水平。PXRF实现了广东省设施菜地土壤重金属污染的快速诊断,并快速识别出Cd和Cu为设施菜地污染风险较高的潜在污染元素,研究结果可为设施农业土壤重金属污染快速诊断与评价提供方法和数据支撑。

基于X射线荧光光谱法快速鉴定贵州不同地区林下土壤的无机元素

无机元素通过改变农作物生长过程中的次生代谢途径而对农作物的产量和质量造成至关重要的影响。贵州环境特点复杂,不同地区林下土壤的无机元素差异大,因此,寻找一种快速有效的方法来鉴定贵州不同地区林下土壤无机元素差异,为林下种植农作物的品种选择以及种植要求提供理论依据十分必要。研究针对贵州7个地区的12份林下土壤,采用X射线荧光光谱法(XRF)对其中无机元素进行检测,并选择了SiO_(2)、 Al_(2)O_(3)、 Fe_(2)O_(3)、 CaO、 MgO、 Ti、 K_(2)O、 Co、 P、 Zn、 Cl这11个与植物生长发育息息相关的无机元素对土壤种植农作物的适应性进行评价,结果表明:贵州不同地区林下土壤中共含有23种元素成分,其中Si、 Al、 Fe等常量元素占据了土壤中的70%左右,甚至有些地区超过了90%以上;聚类分析发现土壤中无机元素与地区有一定的相关性,当欧氏距离为6时,可聚为4类;主成分分析的结果显示,毕节市大方县与黔东南州黎平县的土壤的得分更高,有利于林下作物的种植,可能为林下种植类产业重点发展的区域。X射线荧光光谱法能够快速、简便、有效地鉴定土壤中多种无机元素的成分,探究贵州林下土壤的元素特征差异,为林下农作物种植提供参考依据。

波长色散X射线荧光光谱法测定进口八氧化三铀中的铀

为满足天然铀贸易复检对准确性和时效性的要求,对采用波长散射X射线荧光光谱法测定进口八氧化三铀中的铀工作条件进行了优化研究,对消解方式、消解器皿、消解时间和温度、麦拉膜、测定用样品质量等样品前处理条件进行了优化选择,确定了X光管电压电流、分光晶体、波峰和背景角度(2θ)、测定时间等仪器测定条件,并对方法的精密度、准确度、可靠性等进行了评估。结果表明:该法工作曲线的线性相关系数为0.9996,相对标准偏差(RSD)在0.029%~0.056%之间;测定结果与标准物质推荐值之间相对偏差≤0.027%;与滴定法相比,该法绝对偏差在0.003%~0.093%之间,结果准确可靠,工作效率是滴定法的5倍。该法可满足进口八氧化三铀样品快速批量分析的要求。

纤维素衬层压片-X射线荧光光谱法测定砂岩型铀矿中9种主次元素

在粉末压片-X射线荧光光谱法中采用粘结性强、腐蚀性低、价格低廉的有机纤维素粉末替换硼酸衬层,解决硼酸衬层在样品分析过程中受热挥发造成仪器金属部件、滤光片、准直器硼酸粉尘累积。添加微晶纤维素粉改善矿石粉末的粘结效果,提高制备待测样片物理性能,降低仪器维护保养成本,提高仪器运行稳定性和检测结果的准确性。通过研究羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等三种有机纤维素作为衬层的机械强度、热稳定性,采用微晶纤维粉改善砂岩型铀矿样品制片过程中会出现样品分层和裂纹的问题,对比替换衬层,添加辅助粘结剂前后样品测试结果的变化。结果表明,采用羟甲基纤维素作为衬层,添加0.5 g微晶纤维素测定砂岩型铀矿中9种主次元素的精密度(RSD,n=11)为0.34%~4.8%,测铀准确度为0.93%~2.8%,测钍准确度为0.80%~2.8%,其他主量元素相对误差为0.060%~5.5%。相较于硼酸衬层和未添加辅助粘结剂样品的测定值,应用格拉布斯法检验各元素统计量G均在1.2%~1.4%,实验数据无离群值和可疑值。采用羟甲基纤维素作为衬层可用于砂岩型铀矿中主次元素的测定,降低了样品分析过程中产生粉末,避免了对仪器金属部件的腐蚀影响,添加微晶纤维素0.5 g改善了矿石粘结性能,提升实验制备样片的稳定性和达标率。