CN104880473B - 原位在线检测装置及材料制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种原位在线检测装置及材料制备装置，该一种原位在线检测X射线衍射谱仪包括：X射线光源；毛细管X射线会聚准直透镜，用于会聚X射线光源射出的X射线并对其进行准直；毛细管X射线准直会聚透镜，其入口焦斑与毛细管X射线会聚准直透镜的出口焦斑重合形成用于照射样品的共聚焦微元；毛细管X射线准直会聚透镜用于准直来自共聚焦微元内样品对应的X射线衍射信号并对其进行会聚；X射线探测器，设置于毛细管X射线准直会聚透镜的出口端，用于探测样品对应的X射线衍射信号，对样品生长过程中的材料结晶度进行原位在线检测。因此，实施本发明能对材料形成过中不同时刻的结晶度进行原位在线检测，从而判断材料的生长过程和特性。

Description

原位在线检测装置及材料制备装置

技术领域

本发明涉及材料科学的技术领域，特别涉及一种原位在线检测装置及材料制备装置。

背景技术

在材料的制备过程中，与材料形成有关结晶度的测量非常重要，因为结晶度可以为控制材料的生长和判断材料的性能提供依据。

现有的有关材料结晶度的测量技术主要是波长色散X射线衍射，但是，波长色散X射线衍射一般需要测角系统的转动才能得到材料的结晶度，而这种转动测角系统的测量方法通常只适合于材料的静态分析，并不适合于材料在生长过程中结晶度变化情况的在线原位检测。

那么，如何原位在线检测生长过程中的材料的结晶度？这是本领域备受重视且有待攻破的技术难点。在探索研究中，有人曾试图将能量色散X射线衍射技术应用到生长过程中材料结晶度的原位在线检测，但由于该能量色散X射线衍射技术一般都需要高功率的同步辐射X射线光源，这种高功率的光源不仅数量少，而且体积庞大，无法实现便携。因此，这就需要使用者需要将生长材料的仪器或者设备移到高功率同步辐射光源所在地，才能进行原位在线检测，然而有些生长材料仪器和设备是不能移动的，所以这种高功率的同步辐射X射线光源使用起来不方便。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种原位在线检测装置及材料制备装置，对材料形成过中不同时刻的结晶度进行原位在线检测。

进一步来讲，该一种原位在线检测X射线衍射谱仪包括：X射线光源；毛细管X射线会聚准直透镜，用于会聚所述X射线光源射出的X射线并对其进行准直；毛细管X射线准直会聚透镜，其入口焦斑与所述毛细管X射线会聚准直透镜的出口焦斑重合形成用于照射样品的共聚焦微元；所述毛细管X射线准直会聚透镜用于收集来自所述共聚焦微元内样品对应的X射线衍射信号，并对该X射线衍射信号进行准直后会聚；X射线探测器，设置于所述毛细管X射线准直会聚透镜的出口端，用于探测收集所述样品对应的X射线衍射信号，对所述样品生长过程中的材料结晶度进行原位在线检测。

可选地，在一些实施例中，所述毛细管X射线会聚准直透镜包括第一会聚段和第一准直段，所述第一准直段设置于所述第一会聚段的出口端，并与之连通；其中，第一会聚段沿其长度方向上的外形为双叶双曲面段，该双叶双曲面段的长度为L1；第一准直段沿其长度方向上的外形为圆柱面段，该圆柱面段的长度为L2，且L1与L2的长度之和的范围为3-16厘米。

可选地，在一些实施例中，所述毛细管X射线会聚准直透镜的几何参量包括：入口焦距F1，取值范围为1-40厘米；出口焦距F2，取值范围为1-500毫米；入口端直径Din1，取值范围为8-25毫米；出口端直径Dout1，取值范围为1-4毫米；以及，最大直径Dmax1，取值范围为10-40毫米。所述毛细管X射线会聚准直透镜的物理参量包括：入口焦斑直径，取值范围为0.1-30毫米；出口焦斑直径，取值范围为10-300微米；经所述毛细管X射线会聚准直透镜会聚准直光束的发散度，取值范围为0.1-20毫弧度；以及，功率密度增益，取值范围为20-5000

可选地，在一些实施例中，所述毛细管X射线准直会聚透镜包括第二准直段和第二会聚段，所述第二准直段设置于所述第二会聚段的入口端，并与之连通；其中，所述第二准直段沿其长度方向上的外形为圆柱面段，该圆柱面段的长度为L3；所述第二会聚段沿其长度方向上的外形为旋转椭球面段，该旋转椭球面段的长度为L4，且L3与L4的长度之和的范围为8-26毫米。

可选地，在一些实施例中，毛细管X射线准直会聚透镜的几何参量包括：入口焦距F3，取值范围为1-500毫米；入口端直径Din2，取值范围为1-6毫米；出口端直径Dout2，取值范围为12-28毫米；以及，最大直径Dmax2，取值范围为15-40毫米；所述毛细管X射线准直会聚透镜的物理参量包括：入口焦斑，取值范围为10-300微米；以及传输效率，取值范围为1％-80％。

可选地，在一些实施例中，所述毛细管X射线会聚准直透镜为由30-120万根硅酸盐玻璃单毛细管通过拉丝炉一体成型拉制而成的光学器件；所述毛细管X射线准直会聚透镜为由25-160万根硅酸盐玻璃单毛细管通过拉丝炉一体成型拉制而成的光学器件。

可选地，在一些实施例中，所述毛细管X射线会聚准直透镜与所述毛细管X射线准直会聚透镜的中心轴线之间的夹角范围为10-80度。

可选地，在一些实施例中，所述X射线光源的靶材为银靶的实验室普通的X射线光管，光源的功率范围为5-550瓦；和/或，所述X射线探测器为能量分辨探测器，能量探测范围为1-100keV，能量分辨的范围为120-170eV。

可选地，在一些实施例中，原位在线检测X射线衍射谱仪还包括：信息处理装置，与所述X射线探测器连接，用于提取并分析处理所述X射线探测器检测到的样品生长过程中的材料结晶度数据。

另外，本发明还提出一种材料制备装置，设置有前述任一种所述的原位在线检测X射线衍射谱仪。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

采用本发明的技术方案后，本发明的原位在线检测X射线衍射谱仪采用专门设计的X射线会聚与准直相结合的毛细管透镜器件，并采用基于这种透镜所设计的共聚焦能量色散X射线衍射分析光学结构，可充分利用毛细管X射线会聚准直透镜和毛细管X射线准直会聚透镜的特点，可降低背底对X射线衍射信号的影响，提高X射线谱的信噪比，从而优化能量色散X射线衍射信号的检测限。

另外，由于毛细管X射线会聚准直透镜和毛细管X射线准直会聚透镜具有高放大倍数，因此本发明的原位在线检测X射线衍射谱仪可以降低能量色散X射线衍射对高功率光源的依赖，从而可利用低功率X射线光源实现对材料的结晶度进行快速高效地原位在线检测。此外，本发明的原位在线检测X射线衍射谱仪造价相对低廉，便于普及和推广使用。

本发明实施例的更多特点和优势将在之后的具体实施方式予以说明。

附图说明

构成本发明实施例一部分的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的原位在线检测X射线衍射谱仪的结构示意图；

图2为本发明实施例中毛细管X射线会聚准直透镜的主体结构示意图；

图3为本发明实施例中毛细管X射线准直会聚透镜的主体结构示意图；

图4为图2中毛细管X射线会聚准直透镜或者图3中毛细管X射线准直会聚透镜沿垂直于其中心线的剖面示意图。

附图标记说明

1 X射线光源

2 毛细管X射线会聚准直透镜

3 共聚焦微元

4 毛细管X射线准直会聚透镜

5 X射线探测器

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图，对本发明的各优选实施例作进一步说明：

针对现有技术中原位在线检测的技术难点，本发明的发明人设计一种便携式的共聚焦能量色散X射线衍射谱仪，用于对生长过程中材料结晶度进行原位在线检测。利用该共聚焦X射线衍射谱仪可以对材料形成过中不同时刻的结晶度进行原位在线检测，从而判断材料的生长过程和特性，在材料科学中具有潜在的应用价值。

参照图1，其为本实施例提出的原位在线检测X射线衍射谱仪的结构示意图。

如图1所示，本实施例中，原位在线检测X射线衍射谱仪包括：X射线光源1、毛细管X射线会聚准直透镜2、毛细管X射线准直会聚透镜4、及X射线探测器5。其中，毛细管X射线会聚准直透镜2用于会聚X射线光源1射出的X射线并对其进行准直。毛细管X射线准直会聚透镜4的入口焦斑与毛细管X射线会聚准直透镜2的出口焦斑重合形成用于照射样品的共聚焦微元3。毛细管X射线准直会聚透镜4用于收集来自共聚焦微元3内样品对应的X射线衍射信号，并对该X射线衍射信号进行准直后会聚。X射线探测器5设置于毛细管X射线准直会聚透镜4的出口端，用于探测收集样品对应的X射线衍射信号，对样品生长过程中的材料结晶度进行原位在线检测。

上述实施例中，X射线光源1发出的发散X射线束，被毛细管X射线会聚准直透镜2会聚和准直，在该会聚和准直透镜中，X射线光子在毛细管内壁上发生反射和散射后先被会聚，然后再准直为成该透镜的出口焦斑。在X射线探测器5前安放毛细管X射线准直会聚透镜4，用来收集准直和会聚来自样品的X射线衍射信号，通过该毛细管X射线准直会聚透镜先对样品的X射线衍射信号准直，然后再对之会聚，而后到达X射线探测器5。

这样，当上述毛细管X射线会聚准直透镜2的出口焦斑和毛细管X射线准直会聚透镜4的入口焦斑重合时，形成共聚焦微元3，从而达到共聚焦状态，此时，X射线探测器5仅可探测到来自共聚焦微元3中样品所对应的X射线衍射信号，这大大降低背底的影响。因而，将生长过程中的样品材料放在上述共聚焦微元3处，通过分析所探测到的样品对应的X射线衍射信号，则可以对样品材料的结晶度进行高效的原位在线能量色散X射线衍射分析。

此外，上述实施例采用发明人专门设计的用于能量色散X射线衍射的毛细管X射线会聚准直透镜2和毛细管X射线准直会聚透镜4，可解决能量色散X射线衍射依赖高功率光源等问题，这是因为毛细管X射线会聚准直透镜2和毛细管X射线准直会聚透镜4具有高放大倍数，因此可以降低能量色散X射线衍射对高功率光源的依赖。

另外，基于上述毛细管X射线会聚准直透镜2和毛细管X射线准直会聚透镜4设计的共聚焦结构，可充分利用这两种毛细管X射线透镜的特点，能够提高X射线谱的信噪比，从而优化能量色散X射线衍射信号的检测限。此外，由于毛细管X射线会聚准直透镜2和毛细管X射线准直会聚透镜4是专门设计的X射线会聚与准直相结合的光学器件，因此上述实施例的原位在线检测的X射线衍射谱仪结构较为紧凑简单，造价相对低廉，便于推广使用。

以上实施例对原位在线检测X射线衍射谱仪的主体结构进行了说明，下面对其采用的以下两种X射线透镜作进一步说明：

一、毛细管X射线会聚准直透镜

参照图2，其示出了上述实施例中毛细管X射线会聚准直透镜的主体结构。该毛细管X射线会聚准直透镜2为多孔固体，是由30-120万根是硅酸盐玻璃单毛细管通过拉丝炉一体成型拉制而成的光学器件，X射线光子在所射入的单毛细管内壁发生反射和散射后，改变原来的传输方向，从而实现对X射线的会聚和准直。

如图2所示，上述毛细管X射线会聚准直透镜2包括第一会聚段和第一准直段，第一准直段设置于第一会聚段的出口端，并与之连通。其中，第一会聚段沿其长度方向上的外形为双叶双曲面段，该双叶双曲面段的长度为L1。第一准直段沿其长度方向上的外形为圆柱面段，该圆柱面段的长度为L2，且L1与L2的长度之和即为毛细管X射线会聚准直透镜2的长度，毛细管X射线会聚准直透镜2的长度范围为1-40厘米。

1、几何参量

上述各实施例中，毛细管X射线会聚准直透镜2靠近光源的那一端称其入口端，该入口端位于第一会聚段上。毛细管X射线会聚准直透镜2靠近被分析样品的那一端称其出口端，该出口端位于第一准直段上。

其中，毛细管X射线会聚准直透镜2的几何参量包括：

1)入口焦距F1，为毛细管X射线会聚准直透镜2的入口端到X射线光源1的距离，其取值范围为1-40cm。

2)出口焦距F2，为毛细管X射线会聚准直透镜2的出口端到其出口焦斑处的距离，其取值范围为1-500mm。

3)入口端直径Din1，是指入口端直径大小，取值范围为8-25毫米。

4)出口端直径Dout1，是指出口端直径大小，取值范围为1-4毫米。

5)最大直径Dmax1，是指最大直径处的直径大小，取值范围为10-40mm。

需要说明的是，上述“直径”是相对外形轮廓为圆形的毛细管X射线会聚透镜而言的；对于外形轮廓为多边形的毛细管X射线会聚透镜来讲，上述“直径”则是指其对边距离。

2、物理参量

毛细管X射线会聚准直透镜2的物理参量包括：

1)入口焦斑直径，取值范围为0.1-30mm。

2)出口焦斑直径，取值范围为10-300微米。

3)经毛细管X射线会聚准直透镜2会聚准直光束的发散度，即为：光线偏离准直透镜中心线的角度，取值范围为0.1-20毫弧度。

4)功率密度增益，即为：光路中放置毛细管X射线会聚准直透镜2时和没有放置该透镜时，该透镜的出口焦斑处单位面积上的X射线强度比值，该功率密度增益取值范围为20-5000。

例如：构成毛细管X射线会聚准直透镜2的单毛细管的数量可以为90万，透镜长度为7厘米，其中第一会聚段的长度L1为6厘米，第一准直段的长度L2为1厘米。透镜的入口端直径Din1为11毫米，出口直径Dout1为1.2毫米，透镜的最大直径Dmax1为14毫米，入口焦距F1为80毫米，出口焦距F2为30毫米。另外，在20keV能量点处，透镜的出口焦斑直径为70微米，会聚光束的发散度为4毫弧度，功率密度增益为3000。

又如：构成毛细管X射线会聚准直透镜2的单毛细管的数量可以为40万，透镜长度为20厘米，其中第一会聚段的长度L1为18厘米，第一准直段的长度L2为2厘米。透镜的入口端直径Din1为20毫米，出口直径Dout1为5毫米，透镜的最大直径Dmax1为30毫米，入口焦距F1为120毫米，出口焦距F2为100毫米。另外，在60keV能量点处，透镜的出口焦斑直径为120微米，会聚光束的发散度为1毫弧度，功率密度增益为1000。

二、毛细管X射线准直会聚透镜

参照图2，其示出了上述实施例中毛细管X射线准直会聚透镜4的主体结构。该毛细管X射线准直会聚透镜4为一种利用X射线反射和散射原理设计成的X射线光学器件，是由25-160万根硅酸盐玻璃单毛细管通过拉丝炉一体成型拉制而成的多孔固体式的光学器件。

其中，毛细管X射线准直会聚透镜4包括第二准直段和第二会聚段，第二准直段设置于第二会聚段的入口端，并与之连通。其中，第二准直段沿其长度方向上的外形为圆柱面段，该圆柱面段的长度为L3。第二会聚段沿其长度方向上的外形为旋转椭球面段，该旋转椭球面段的长度为L4，且L3与L4的长度之和即毛细管X射线准直透镜的长度范围为8-26毫米。

1、几何参量

上述实施例中，毛细管X射线准直会聚透镜4靠近样品的那一端称其入口端，该入口端位于第二准直段上。毛细管X射线准直会聚透镜4靠近X射线探测器5的那一端称其出口端，该出口端位于第二会聚段上。

其中，毛细管X射线准直会聚透镜4的几何参量包括：

1)入口焦距F3，取值范围为1-500mm。

2)入口端直径Din2，取值范围为1-6毫米。

3)出口端直径Dout2，取值范围为12-28毫米。

4)最大直径Dmax2，取值范围为15-40毫米。

需要说明的是，上述“直径”是相对外形轮廓为圆形的毛细管X射线会聚透镜而言的；对于外形轮廓为多边形的毛细管X射线会聚透镜来讲，上述“直径”则是指其对边距离。

2、物理参量

毛细管X射线准直会聚透镜4的物理参量包括：

1)入口焦斑，取值范围为10-300微米。

2)传输效率，取值范围为1％-80％。

例如：毛细管X射线准直会聚透镜4可以由100万根硅酸盐玻璃单毛细管构成，透镜的长度15毫米，其中第二准直段的长度L3为3毫米，第二会聚段的长度为L4为12毫米。透镜的入口端直径Din2为2毫米，透镜的出口端直径Dout2为20毫米，透镜的最大直径Dmax2为22毫米；透镜入口焦距F3为30毫米，在20keV能量点上，入口焦斑直径为70微米，传输效率为20％。

又如：毛细管X射线准直会聚透镜4可以由50万根硅酸盐玻璃单毛细管构成，透镜的长度8毫米，其中第二准直段的长度L3为1毫米，第二会聚段的长度为L4为7毫米。透镜的入口端直径Din2为1毫米，透镜的出口端直径Dout2为13毫米，透镜的最大直径Dmax2为16毫米；透镜入口焦距F3为100毫米，在60keV能量点上，入口焦斑直径为120微米，传输效率为10％。

另外，参照图4，其为毛细管X射线会聚准直透镜2或毛细管X射线准直会聚透镜4沿垂直于各自中心线方向的横截面的外形示意图，二者的横截面外形为正六边形。此处，透镜是由多根单毛细管(图中标记为A)构成，单毛细管的轮廓形状也可以为正六边形，多根单毛细管紧密排列在一起。这样，如果把中间一根单毛细管所在的层数定义为1，则从内向外各层上的单毛细管的数目为6(n-1)，其中n>1为层数，单毛细管的内径大小相同或者不同。

此外需要说明的是，上述实施例中，毛细管X射线会聚准直透镜2与毛细管X射线准直会聚透镜4之间设置角度取决于被测样品的实际需求，一般情况下，对于毛细管X射线会聚准直透镜2与毛细管X射线准直会聚透镜4来讲，这两个透镜的中心轴线之间的夹角范围可为10-80度。

作为一种可选的实施方式，上述实施例中，X射线光源1的靶材可以为银靶的实验室普通的X射线光管，光源的功率范围为5-550瓦。

作为一种可选的实施方式，上述实施例中，X射线探测器5为能量分辨探测器，能量探测范围为1-100keV，能量分辨的范围为120-170eV。

作为一种可选的实施方式，上述实施例中，原位在线检测X射线衍射谱仪还包括信息处理装置，信息处理装置与X射线探测器5连接，用于提取并分析处理X射线探测器5检测到的样品生长过程中的材料结晶度数据。

与现有技术比较，本发明具有如下优点：

本发明的原位在线检测X射线衍射谱仪基于毛细管X射线透镜等光学器件，采用专门设计的共聚焦能量色散X射线衍射分析光学结构，利用低功率X射线光源实现对材料的结晶度进行快速高效地原位在线检测。这里，特别值得一提的是，本发明采用这种专门为原位在线检测所设计的双透镜共聚焦结构，可降低背底对X射线衍射信号的影响，从而优化其检出限。

此外，本发明的原位在线检测X射线衍射谱仪造价相对低廉，便于普及和推广使用。

另一方面，本发明实施例还提供了一种材料制备装置，该材料制备装置设有上述任一种原位在线检测X射线衍射谱仪。

由于上述任一种原位在线检测X射线衍射谱仪具有上述技术效果，因此，设有该原位在线检测X射线衍射谱仪的材料制备装置也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的信息处理装置可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。所述存储装置为非易失性存储器，如：ROM/RAM、闪存、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便携式原位在线检测X射线衍射谱仪，其特征在于，包括：

X射线光源(1)，包括靶材为银靶的实验室普通的X射线光管，光源的功率范围为5-550瓦；

多孔固体式毛细管X射线会聚准直透镜(2)，用于会聚所述X射线光源(1)射出的X射线并对其进行准直；所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)包括第一会聚段和第一准直段，所述第一准直段设置于所述第一会聚段的出口端，并与之连通；其中，第一会聚段沿其长度方向上的外形为双叶双曲面段，该双叶双曲面段的长度为L1；第一准直段沿其长度方向上的外形为圆柱面段，该圆柱面段的长度为L2，且L1与L2的长度之和的范围为3-16厘米；

多孔固体式毛细管X射线准直会聚透镜(4)，其入口焦斑与所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)的出口焦斑重合形成用于照射样品的共聚焦微元(3)；所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)用于收集来自所述共聚焦微元(3)内样品对应的X射线衍射信号，并对该X射线衍射信号进行准直后会聚；

X射线探测器(5)，设置于所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)的出口端，用于探测收集所述样品对应的X射线衍射信号，对所述样品生长过程中的材料结晶度进行原位在线检测，并对收集到的所述样品对应的X射线衍射信号进行分析。

2.根据权利要求1所述的原位在线检测X射线衍射谱仪，其特征在于：

所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)的几何参量包括：入口焦距F1，取值范围为1-40厘米；出口焦距F2，取值范围为1-500毫米；入口端直径Din1，取值范围为8-25毫米；出口端直径Dout1，取值范围为1-4毫米；以及，最大直径Dmax1，取值范围为10-40毫米。

3.根据权利要求2所述的原位在线检测X射线衍射谱仪，其特征在于，所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)的物理参量包括：入口焦斑直径，取值范围为0.1-30毫米；出口焦斑直径，取值范围为10-300微米；经所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)会聚准直光束的发散度，取值范围为0.1-20毫弧度；以及，功率密度增益，取值范围为20-5000。

4.根据权利要求1所述的原位在线检测X射线衍射谱仪，其特征在于，所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)包括第二准直段和第二会聚段，所述第二准直段设置于所述第二会聚段的入口端，并与之连通；

其中，所述第二准直段沿其长度方向上的外形为圆柱面段，该圆柱面段的长度为L3；所述第二会聚段沿其长度方向上的外形为旋转椭球面段，该旋转椭球面段的长度为L4，且L3与L4的长度之和的范围为8-26毫米。

5.根据权利要求4所述的原位在线检测X射线衍射谱仪，其特征在于：

所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)的几何参量包括：入口焦距F3，取值范围为1-500毫米；入口端直径Din2，取值范围为1-6毫米；出口端直径Dout2，取值范围为12-28毫米；以及，最大直径Dmax2，取值范围为15-40毫米；

所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)的物理参量包括：入口焦斑，取值范围为10-300微米；以及传输效率，取值范围为1％-80％。

6.根据权利要求1所述的原位在线检测X射线衍射谱仪，其特征在于：

所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)为由30-120万根硅酸盐玻璃单毛细管通过拉丝炉一体成型拉制而成的光学器件；

所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)为由25-160万根硅酸盐玻璃单毛细管通过拉丝炉一体成型拉制而成的光学器件。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的原位在线检测X射线衍射谱仪，其特征在于，所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)与所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)形成用于优化其检出限的双透镜共聚焦结构，所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)与所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)的中心轴线之间的夹角范围为10-80度；

所述毛细管X射线会聚准直透镜(2)和/或所述毛细管X射线准直会聚透镜(4)沿垂直于各自中心线方向的横截面的外形为正六边形。

8.根据权利要求7所述的原位在线检测X射线衍射谱仪，其特征在于：

所述X射线探测器(5)为能量分辨探测器，能量探测范围为1-100keV，能量分辨的范围为120-170eV。

9.根据权利要求7所述的原位在线检测X射线衍射谱仪，其特征在于，还包括：

信息处理装置，与所述X射线探测器(5)连接，用于提取并分析处理所述X射线探测器(5)检测到的样品生长过程中的材料结晶度数据。

10.一种材料制备装置，其特征在于，设置有权利要求1至9任一项所述的原位在线检测X射线衍射谱仪。