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穆斯堡尔谱学是对含铁矿物进行矿物分析的有利工具。早在多年前,美、欧、俄等国已开始展开对穆斯堡尔谱仪小型化的研究,使其应用于实地太空穆斯堡尔矿物学研究,解决了一些过去非直接取样研究而始终存在的疑团。我国已将“宇宙空间建设工程技术”列入2020年前工程技术领域一项关键技术,期望在火星登陆车上装载小型化穆斯堡尔谱仪,以实现对火星矿物的实地观测。因而对传统的穆斯堡尔谱仪进行小型化设计具有非常重要的意义。
本研究在现有的基础上,重新设计、制作、调试了小型化的穆斯堡尔换能器。换能器采用分体式结构,磁钢采用新型的稀土磁性材料SmCo5替代传统的AlNiCo5。换能器直径67.5mm,长113.5mm,总重约为1.36kg。其基频为14.2Hz,且可以同时携带两个穆斯堡尔源工作。室温下,差误信号与参考信号的峰—峰值之比优于0.4%;测量所得的25μm α-Fe薄膜的穆斯堡尔谱的内双线线宽优于0.23mm/s;当工作速度≤±30mm/s时,速度的积分非线性优于0.04%。换能器性能稳定,能用于长时间穆斯堡尔谱测量。