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 DifRob®.


DIFROB
UN NUOVO DIFFRATTOMETRO A RAGGI X PER LA DIAGNOSI DEI MATERIALI


IL DIFFRATTOMETRO A RAGGI X è un analizzatore di onde elettromagnetiche, la cui lunghezza è dieci volte più piccola di un milionesimo di millimetro. Le piccole dimensioni di queste onde sono adatte a diagnosticare la qualità dei reticoli cristallini di cui sono composti quasi tutti i materiali noti, da quelli con eccellente bontà cristallina (cristalli, minerali, gemme) a quelli a modesta o pessima qualità cristallina. Tra questi due estremi sono contenuti i materiali metallici, ceramici, polimerici, le proteine, perfino i vetri e tutto quanto, in generale, può essere caratterizzato dalla aggregazione ordinata (o disordinata) di atomi. DifRob® ha l’ambizione progettuale di soddisfare questi requisiti. Può essere assimilato ad un polso che contiene gli elementi essenziali per la misura e si avvicina all’oggetto da misurare attraverso opportuni controlli automatici e, contrariamente ai diffrattometri da laboratorio, il misuratore è svincolabile sia dal supporto rigido del generatore di alta tensione, sia dal portacampione.

Il prototipo, è dotato di capacità di movimentazione in sei gradi di libertà con puntamento assistito da un sistema ottico visivo (i.e. telecamera e laser) e controllo a distanza delle operazioni di puntamento e misura. I risultati preliminari, ottenuti con un ottica a raggi x minima (i.e. uso delle sole fenditure di divergenza sul fascio incidente e diffratto) offre risultati del tutto soddisfacenti. Essi suggeriscono d’ingegnerizzare il prototipo in vista di applicazioni specifiche, di aggiungere un’ottica per raggi x appropriata alle applicazioni ed ai bisogni dell’utilizzatore finale

La figura al centro(click sulla miniatura per ingrandirla) riporta il confronto tra due diffrattogrammi di Allumina (Corindone), ottenuti con DIF-ROB (dotato di ottica essenziale – linea rosa) e di un diffrattometro tradizionale (dotato di doppia fenditura di Soller e monocromatore – linea blu).

Nella figura a destra in basso (click sulla miniatura per ingrandirla) è visibile lo spostamento della linea di diffrazione, ottenuta da un blocco di alluminio sottoposto a diversi carichi meccanici. Gli spostamenti sono proporzionali alla deformazione reticolare indotta dal carico.

La configurazione generale del goniometro può essere considerata di tipo teta-teta, dove la sorgente ed il rivelatore si muovono in direzioni opposte. Lo strumento può essere considerato come un robot industriale in cui il braccio principale, misuratore, è equipaggiato con le seguenti attrezzature:
* Una doppia culla di Eulero che supporta il dispositivo diffrattometrico che fornisce le misure di diffrazione. La culla di Eulero principale contiene la sorgente, il rivelatore, dove possono essere montati diversi dispositivi ottici per applicazioni sia con fascio parallelo che divergente. Il raggio della culla di Eulero principale è di circa 20 cm. La collimazione del fascio incidente e di quello diffratto possono essere opportunamente ottimizzati per minimizzare la dispersione di radiazioni nel sistema.
* Un dispositivo mobile con tre gradi di libertà traslazionali e un grado di libertà di rotazione. Il sistema è equipaggiato con 8 motori passo-passo che forniscono tutti i movimenti per la posizionatura fine e il controllo delle prestazioni del diffrattometro.
* Dispositivi di puntamento e rivelatori ottici di immagine (es: piccoli laser e una telecamera a colori), e con un software di controllo remoto per aiutare il posizionamento e la misura. Il controllo remoto è basato su micro-processori programmabili che attivano anche la movimentazione degli otto motori passo-passo.

CAMPI DI APPLICAZIONE

Analisi Superficiali su materiali condensati di varia natura e per diversi settori di applicazione: Beni Culturali – Aeronautica ed Aerospazio - Sistemi di Controllo Sicurezza – Meccanica – Chimica – Energia e molti altri

Video (click per vedere il filmato)

DIFROB (click per ingrandire)

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