针对小角X射线散射（SAXS）测量图样中的宇宙线提出一种去除方法，以纳米结构的周期信息为物理先验计算得到周期性散射信号的坐标信息，对各光斑级次有效信号区域内的宇宙线进行检测并去除。数值模拟了含宇宙线的SAXS测量图样序列，测试该方法对SAXS测量图样序列宇宙线的检测和去除效果，并与现有的宇宙线去除方法进行对比。计算不同曝光时间下去噪前和各方法去噪后SAXS测量图样的评价指标，可以说明该方法对于SAXS测量图样中的宇宙线具有良好的去除效果，并能在长曝光条件下获得明显的信噪比增益。

本论文以Al(OH)3胶体为研究对象, 使用同步辐射SAXS技术并结合FTIR、SEM、DLS、Zeta potential表征手段, 考察了Al(OH)3胶体粒子在老化时间0 - 135 min下的分形结构演化规律, 并提出了一种可能的生长机制。不同老化时间下的双对数坐标图呈现明显的线性, 说明胶体样品存在分形结构。结果表明, 随着老化时间的延长, 质量分形维数Dm由25 min时的2.29增加至85 min的2.78;95 min - 135 min时, Dm值在2.76 - 2.79范围内, 基本不发生变化。这说明, 老化时间在25 min - 85 min时, 体系初级颗粒由最初的相对分散状态快速团聚为大尺寸的团簇, 最后形成致密的凝胶。95 min - 135 min, 凝胶过程已经完成, 胶粒尺寸不发生变化, 135 min时胶块可能发生破裂。

胆酸钠相较于常规表面活性剂有着特殊的自组装行为, 这是由于胆酸钠具有独特的刚性类固醇骨架以及双亲面式结构导致的。通过小角X射线散射并辅以等温滴定量热实验、Zeta电位测量对胆酸钠的自组装行为进行表征, 发现了胆酸钠受浓度变化影响的自组装行为发生变化以及胆酸钠自组装体存在最大尺寸。分析讨论了导致自组装行为变化的两种驱动方式, 即疏水作用驱动的结合方式与分子间羟基形成氢键的结合方式, 并发现在20 mg/mL浓度范围时, 两种驱动方式达到平衡, 随着浓度进一步升高, 逐渐变为以分子间羟基形成氢键的驱动方式为主导。通过对小角X射线散射结果进行模型拟合分析, 得出具体的胆酸钠形貌尺寸信息, 胆酸钠自组装体长轴半径在13.5~41.2之间, 短轴半径在9.6~11.4 之间, 达到40 mg/mL浓度范围时, 胆酸钠自组装体达到最大尺寸不再继续增大。

本论文以六年生枣树树干为研究对象, 应用同步辐射小角X射线散射(SAXS)方法, 对不同年轮枣树样品内的微孔结构进行了表征。不同年轮样品的散射图像均呈扇形分布, 说明枣树内部存在针状微孔, 并沿木质纤维轴择优取向。计算了微孔的长轴、短轴、长短轴比、取向角和取向度随着年轮的变化。取向角和取向度随年轮整体呈波浪式变化。从第一年轮到第二年轮, 孔隙变细变长, 说明枣树迅速长高; 其后年轮, 孔隙变短变粗, 说明枣树枝繁叶茂, 需要树干孔隙输送更多的营养物质。

X射线小角散射显微层析成像(SAXS-CT)是一种无损的结构表征技术,用于研究非均匀物质纳米结构信息及其空间分布;在上海同步辐射光源(SSRF)设计并搭建了基于Kirkpatrick-Baez(KB)镜聚焦的SAXS-CT成像系统,并选取毛竹和注塑聚乳酸样品进行实验验证。结果表明:该SAXS-CT成像系统的聚焦光斑尺寸可以达到20 μm以下;对于毛竹样品,得到了其内部维管束和薄壁细胞的位置分布及散射差异,同时获取了内部纳米纤维的取向特点;对于注塑聚乳酸样品,发现其内部片晶结构具有分层分布特征,获取了片晶结构的分布图像以及长周期分布图像;实验结果验证了该SAXS-CT成像系统的可靠性及实用性。

在小角X射线散射实验中经常需要对各向异性结构样品进行旋转。针对传统样品架为固定方式, 旋转调整困难的特点, 本文设计了一款小角X射线散射专用的样品旋转装置。该装置主要由步进电机、高精度回转轴承、传动系统、样品架、控制器及配套软件等组成, 它具有结构简单、回转精度高、可远程控制的特点。在北京同步辐射小角X射线散射实验站应用该样品旋转装置对石墨纤维样品进行了测试, 验证了该装置的可行性。

用衰减法和水标样法测量多孔SiO2的小角X光散射绝对强度,并以此计算样品中的空隙体积分数关系.将所得结果与用氮气吸附法得到的结果进行比较,表明了用标样法得到的结果更加接近于氮气吸附法测量得到的结果,因而间接地表明了标样法要比衰减法测得的小角散射绝对强度更加可靠.文章进一步讨论了这两种方法的特点以及误差产生的原因.该实验结果和讨论将有助于进一步加深对这两种绝对强度测试方法的理解,并在实验中选择合适的测量方法.

本文利用X射线小角散射(SAXS)研究碳纤维原丝预氧化过程中微孔的变化。计算出随着预氧化过程中牵伸比的加大, 预氧化丝中微孔结构的变化。预氧化丝中的微孔大多是一些长条状微孔, 并且取向趋向于纤维轴方向。碳纤维中的微孔对于其模量有着重大影响, 因而对于碳纤维以及其原丝中微孔结构的研究有着重要的意义。

应用小角X射线散射(SAXS)技术,对乙二醇合成法、浸渍还原法和微波加热法制备的Pt/C催化剂粉体内纳米Pt颗粒的团聚效应进行了研究,得到了不同方法制备的Pt颗粒及其团聚体的特征尺寸、体积分布、表面积变化、团聚程度等信息,并利用透射电镜(TEM)对3种样品进行了测试。实验结果表明:微波加热法制备的催化剂中,Pt颗粒较好地分散于C载体上,且Pt颗粒具有尺度小、分布范围窄、总表面积大和团聚体较少等特征;常规浸渍和乙二醇还原两种方法制备的催化剂中Pt颗粒大小分布相似,但乙二醇还原法制备的催化剂总表面积和团聚体尺度更大,数量也更多。

运动控制系统是上海光源(SSRF)X射线小角散射(SAXS)实验站建设的重要组成部分,该控制系统通过对实验站运动部件的远程精确控制来实现对光斑的准直调节和寻找最佳的散射实验样品放置位置,以满足不同用户的实验环境要求。该系统采用国际加速器控制界称为“标准模型”的分布式控制体系结构,应用EPICS软件实现了对实验站的23个运动部件的远程运动控制,被控设备包括两个四刀口单色光狭缝及其三维狭缝支撑平台、七维样品台和两个Beam-Stop。运动测试结果表明:系统的运动分辨率最大为20 μm,最小为0.333 33 μm,运动误差约为1%。测试结果满足小角散射实验站运动控制的要求,具有高的稳定性、可重复性和精度。目前该系统已成功应用于SSRF-SAXS实验站的调试运行。