美国Moxtek X射线窗口系列有AP X射线窗口、DuraBeryllium X射线窗口、ProLINE X射线窗口等

美国Moxtek X射线窗口有AP X射线窗口、DuraBeryllium X射线窗口、ProLINE X射线窗口等系列，其中AP X射线窗口系列分为AP3 X射线窗口和AP5 X射线窗口，X射线光窗氦气泄漏率<1x10-10 mbar ● L/s；DuraBeryllium X射线窗口的标准品厚度有8um、12.5um、25um，直径有4.9mm、5.7mm、7.9mm、12mm、16mm。

一、AP X射线窗口

美国Moxtek AP X射线窗口非常适合需要在高真空、压差和最高真空完整性条件下对低能X射线进行高透射的应用。AP X射线光窗最常用于微量分析应用。

Moxtek的AP X射线光窗已成为轻元素检测X射线窗口的标准。我们的AP窗口在1.2个大气压的压差下已完成超过10,000次循环。此外，我们的AP3窗口已在客户的仪器中安全运行超过15年。我们的产品不仅能帮助客户检测仪器中像铍一样轻的元素，还能对其进行定量分析。

我们于2013年10月推出了全新的AP5产品。凭借全新的碳基支撑结构，我们的客户现在可以享受到显著更高的接收角、高达11%的立体角和高达20%的透射率，从而获得更高的总计数率。AP5窗口可用于所有使用AP3窗口的应用。查看我们的数据表了解更多详情。

超薄AP3 X射线窗口数据表

AP3超薄聚合物窗口是低能X射线分析的既定标准。AP3窗口非常适合需要最大限度透射低能X射线、高机械强度、高阻光性、高真空密封性和高可靠性的应用。AP3窗口适用于高温、轻元素检测至关重要且铍窗口效果不佳的应用（见图 1）。

已安装好的AP3 X射线窗口

特征	优点
超薄聚合物薄膜	低能X射线的最大透射率
薄铝涂层	电荷耗散
	阻隔紫外线、红外线和可见光
DuraCoat®	耐腐蚀，密封
硅支撑结构	机械强度高，经久耐用
高纯度	最小光谱污染
厚度均匀	整个窗口的一致传输

窗口规格

开放面积：77%

氦气泄漏率：<1x10-10 mbar ● L/s（请参阅下文“遮光和真空密封性”部分）

最高温度（1 atm 压差）：40°C

最高温度（零压差）：70°C

前压力极限（大气侧）：2 atm

背压极限（真空侧）：1 atm

遮光和真空密封性

AP3窗口可有效阻隔紫外线、红外线和可见光。AP3窗口还能有效阻隔气体。每个窗口都经过测试，保证氦气泄漏率低于 1 x 10-10 mbar ● L/s。氦气泄漏率的测试方法是：使用已校准的氦气泄漏检测器，将部件暴露于窗口正上方和周围，并喷洒至少 0.5 SCFH 的氦气，持续至少30秒。根据安装座的几何形状，测试条件可能需要进行调整。

窗口组合

AP3窗口由超薄聚合物层、DuraCoat®和铝层构成。AP3窗口由硅支撑结构支撑，旨在以最小的外形（开口面积 = 77%）为薄膜提供支撑。Moxtek®使用真空兼容环氧粘合剂将每个窗口固定到底座上。

机械强度

AP3窗口由 77% 开放面积的刚性硅网格支撑。这种专利窗口设计使AP3窗口能够在室温和 1.2 个大气压的压差下承受超过 10,000 次循环，而窗口性能丝毫不会下降。

表1AP3窗口元素X射线透射率 (Kα)

原子序数	元素	透射率 (Kα)（最大值的百分比）
		AP3	AP5
14	Si	74%	73%
13	Al	75%	75%
12	Mg	72%	73%
11	Na	69%	69%
9	F	54%	54%
8	O	47%	47%
7	N	31%	31%
6	C	47%	49%
5	B	29%	23%
4	Be	9%	7%

支架设计

请参阅 WIN-TECH-1003 超薄AP3 X射线窗口支架设计要求，我们可根据需求提供具有适当设计的窗口支撑结构方向。

二、超薄AP5 X射线窗口数据表

AP5超薄聚合物窗口是目前可用于低能和高能X射线分析的最高性能X射线窗口。AP5窗口非常适合需要最大限度透射低能X射线、高机械强度、高光阻隔性、高真空密封性、高可靠性和更大立体角的应用。AP5窗口适用于高温、轻元素检测至关重要且铍窗口无效的应用（参见图 1 和图 2）。AP5窗口的应用与AP3窗口相似，但其设计适用于面积大于 100mm² 的探测器，而AP3窗口则显得太小。

已安装好的AP5 X射线窗口

特征	优点
超薄聚合物薄膜	低能X射线的最大透射率
薄多层涂层	电荷耗散
	阻隔紫外线、红外线和可见光
	耐腐蚀、密封
碳支撑结构	机械强度高，经久耐用
	提高X射线透射率
	独特的设计几何形状成为可能
高纯度	最小光谱污染
厚度均匀	整个窗口的一致传输

窗口规格

开放面积：78%

氦气泄漏率：<1x10-10 mbar ● L/s（请参阅下文“遮光和真空密封性”部分）

最高温度（1 atm 压差）：40°C

最高温度（零压差）：70°C

前压力极限（大气侧）：2 atm

背压极限（真空侧）：0.5 atm

遮光和真空密封性

AP5 X射线窗口可有效阻隔紫外线、红外线和可见光。AP5窗口还能有效阻隔气体。美国Moxtek X射线窗口的每个窗口都经过测试，保证氦气泄漏率低于 1 x 10-10 mbar ● L/s。氦气泄漏率的测试方法是：使用已校准的氦气泄漏检测器，将部件暴露于窗口正上方和周围，并喷洒至少 0.5 SCFH 的氦气，持续至少30秒。测试条件可能需要根据安装座的几何形状进行调整。

窗口组成和结构

AP5窗口片由超薄聚合物层和其他低Z组分薄膜组成。AP5窗口片采用碳纤维支撑结构，旨在以最小的外形尺寸、最大的开口面积和最大的接收角为薄膜提供支撑。Moxtek®使用真空兼容环氧胶将每个窗口片固定到支架上。

	AP3	AP5
厚度Thickness（μm）	380	265
肋宽Rib width（μm）	59	45
开口宽度Opening width (μm)	190	190
开放区域Open Area %	76%	78%
接受角度	53°	72°

机械强度

AP5窗口由刚性碳网格支撑。这种专利窗口设计使AP5窗口在室温和 1.2 个大气压的压差下能够承受超过 10,000 次循环，且窗口性能不会下降。

接受角度图

图1AP3和AP5窗口的X射线透射

图2AP3和AP5窗口的0-25 keVX射线透射

支架设计

有关超薄AP X射线窗口支架设计要求，请参阅 WIN-TECH-1003。

二、DuraBeryllium X射线窗口

DuraBeryllium®窗口采用我们的 DuraCoat®技术；这是一种专有的耐火材料，由比钠更轻的元素组成，可确保铍窗口在恶劣环境下保持真空密封。该产品具有极强的防潮、耐化学腐蚀和耐磨损性能，是XRF应用的理想选择。DuraBeryllium X射线窗口最常用于 EDXRF 应用。

扩散金属粘合的 DuraBeryllium窗口在真空中可承受高达 400°C 的温度，在空气中可承受 350°C 的温度。在某些安装座设计中，粘合剂粘合的铍窗口和 DuraBeryllium窗口可承受 100°C 以上的温度，压差为 1 个大气压。

DuraBeryllium®X射线窗口数据表

Moxtek®DuraBeryllium®窗口是目前性能最高的铍X射线窗口。DuraBeryllium窗口具有高X射线透射率、耐腐蚀性和真空密封性。DuraBeryllium窗口可以使用高温金属扩散粘接剂或真空兼容环氧树脂进行粘接。DuraBeryllium窗口适用于多种应用，包括微量分析、EDXRF、WDXRF 和 XRD。

特征	优点
DuraCoat®	耐腐蚀、密封
DuraCoat®Plus	最大耐腐蚀性
薄铍	低能X射线透射率高
厚度均匀	整个窗口持续传输
环氧胶粘剂（可选）	降低成本
金属扩散键合（可选）	高温暴露
高纯度	最小光谱污染

窗口大小

可用的标准窗口尺寸如下表所示：

厚度（µm）	直径（mm）
8.0	9.2
12.5	12.0
25.0	9.2

其他常见尺寸如下表所示：

厚度（µm）	直径（mm）
8.0	4.9
8.0	5.7
8.0	7.9
8.0	12.0
12.5	16.0
25.0	16.0

可用，但可能需要更长的准备时间。

DuraCoat涂层

DuraCoat和DuraCoatPlus是添加到铍箔中的专有薄膜，用于防止潜在的真空泄漏和接触各种腐蚀性物质。DuraCoat涂层可涂覆在铍箔的两面，而DuraCoatPlus涂层仅涂覆在铍箔的一面。DuraCoat涂层可用于环氧树脂和金属扩散键合部件，而DuraCoatPlus涂层仅适用于金属扩散键合部件。

窗口组合

DuraBeryllium窗口片采用专有的无机 DuraCoat®薄膜，可提供气密密封和耐化学腐蚀性能。DuraCoat耐高温低Z材料可耐受大气中的湿气和化学物质。DuraBerylliumPlus窗口片采用额外的DuraCoatPlus聚合物薄膜，可提供最佳的化学和防潮保护，同时最大程度地降低对X射线传输的影响。Moxtek还提供未镀膜的铍窗口片。

机械强度

DuraBeryllium具有与未涂层铍相同的机械强度。

窗户粘合温度性能差异

金属扩散粘合窗片在真空中可承受高达 400°C 的温度，在空气中可承受 350°C 的温度。环氧树脂粘合窗片在符合认证的安装设计下，可承受高达 110°C 的温度，压差为 1 个大气压。

清洁

DuraBeryllium窗口可使用高纯度溶剂（推荐使用甲醇、异丙醇或乙醇）清洁。请参阅AP3和 DuraBeryllium X射线窗口清洁指南 (WIN-TECH-1003)。

铍的特性

硬度：2000 Vickers

电阻率：<4x104 ohm-cm

表1 DuraBeryllium窗口的化学兼容性

蚀刻剂+	标称pH值	蚀刻速率(nm/min @ 25˚C)
HF	0.80	可忽略的
H2SO4	1.38	可忽略的
HNO3	1.17	1.09
醋酸	1.80	可忽略的
H3PO4	1.17	0.146
王水++	1.00	0.14
NH4OH+H2O2	11.40	可忽略的
NaOH溶液*	13.70	可忽略的
铁氰化物**	13.70	165
高锰酸盐#	13.70	900

DuraBeryllium窗口可耐受多种溶剂、酸、碱和湿气，而无涂层的铍窗口则不能。

+ 除非另有说明，所有溶液均为浓缩溶液。

++ 溶液为 1M HNO3、3M HCl、1M H2O。

* 溶液为 0.5M NaOH、0.6M H2O。

** 溶液为 0.6M K3 Fe(CN)6、0.5M NaOH、0.2M H2C2O4（草酸）。

# 溶液为 0.6M KMnO4、0.5M KOH。

表 2 DuraBeryllium窗口规格

窗口密封性：是

窗口光密封性：是

最大允许泄漏率：<1X10-10 mbar ● L/s

材料类型和质量：铍 (99.9%)

原材料真空完整性：真空密封

框架材料：金属

常见铍厚度（公差）：8µm (+5/-0)，12µm (+5/-0)，25µm (+5/-2)，50µm (± 10%)，125µm (± 10%)，250µm (± 10%)

窗口开放面积：100%

最大前压：2atm

最大背压：1atm

表 3 DuraBeryllium窗口选项比较表

选项		最高工作温度	耐湿性	耐化学性
粘合	环氧树脂	110°C	N/A	N/A
	金属扩散	550°C	N/A	N/A
涂层	无	550°C	无	无
	DuraCoat	400°C	好	好
	DuraCoatPlus	400°C	非常好	非常好

图1 DuraBeryllium X射线透射

DuraBeryllium的X射线透射率比裸铍略低。

安装

安装 DuraBeryllium箔有两种选择：真空兼容环氧粘合剂或金属扩散粘合。

图1 铍窗的环氧粘合剂附着

图2 铍窗环氧金属键合附着

注意：有关美国Moxtek X射线窗口安装设计指南，请参阅技术说明 1004《X射线窗口设计指南》。

三、ProLINE X射线窗口

ProLINE系列窗口片非常适合需要高透射率低能X射线的应用，且无需担心压差或微小真空泄漏。ProLINE窗口片最常用于WDXRF应用。

ProLINE X射线窗口非常适合需要高透射率低能X射线的应用。ProLINE系列窗口比拉伸聚丙烯和其他常用的WDXRF窗口性能更高。ProLINE X射线窗口通常用于流量正比计数系统。

特征	优点
超薄聚合物薄膜	低能X射线透射率高
金属支撑网（ProLINE20）	额外强度，改善压差性能
薄铝涂层	电荷耗散
	阻隔紫外线、红外线和可见光
宽敞的开放区域	高计数率
高纯度	最小光谱污染
厚度均匀	持续传输

ProLINE10（无金属支撑网格）

窗口组合

ProLINE系列窗户由超薄 Moxtek®聚合物层和铝制电荷耗散层组成，并附在薄金属框架上。窗框可由客户提供，也可由 Moxtek提供。窗户厚度可根据具体应用定制。

X射线透射

ProLINE系列窗口非常适合需要高透射率低能X射线的应用。ProLINE10窗口拥有 100% 的开放区域，无需金属支撑。ProLINE20窗口由于采用金属支撑网格，透射率有所降低。请参阅下一页的透射率图表。

ProLINE20（金属支撑格栅）

真空密封性

窗户的泄漏率通常小于 1 x 10-3 mbar ● L/s 氦气。Moxtek不测量 ProLINE窗口的泄漏率。

机械强度

ProLINE10和20系列窗户的强度是同等厚度聚丙烯窗户的四倍以上。ProLINE20系列窗户采用坚固的金属支撑网。ProLINE20系列窗户在 1.2 个大气压的压差下承受了数百次循环，窗口性能丝毫未减。

电荷耗散

ProLINE系列窗口通常镀有200Å厚的铝，用于电荷耗散和光阻隔。美国Moxtek X射线窗口厚度可根据要求定制。

窗口大小和活动区域

窗口有效区域几何形状可以是圆形或矩形。矩形有效区域最大尺寸为 2.8 英寸 x 2.8 英寸 (70 毫米 x 70 毫米)。圆形有效区域最大直径为 4.0 英寸 (101.6 毫米)。

ProLINE系列透过率

1500A PI+100A AI材料组合对X射线的总透射率随能量（eV）变化的曲线

3000A PI+300A AI材料组合对X射线的总透射率随能量（eV）变化的曲线

6000A PI+450A AI材料组合对X射线的总透射率（Total Transmission）随能量（eV）变化的曲线

安装

应注意不要弯曲支架，否则可能会损坏窗户。

ProLINE系列窗户粘合在金属支架上，金属支架可由客户或 Moxtek提供。首选的支架材料是 300 系列不锈钢。如果必须使用其他材料，则需要 Moxtek批准该材料。应提供一张图纸，说明窗框相对于金属支架的方向。