[實用新型]一種用于小角中子散射譜儀的自動換樣裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720014093.2
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN206339503U
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設計）人: 劉棟;孫光愛;陳良;田強;孫良衛(wèi);陳波;龔建
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院核物理與化學研究所
• 主分類號: G01N23/202
• 分類號: G01N23/202
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心51210
• 代理人: 翟長明,韓志英

技術領域

本實用新型屬于中子散射原位自動化測量技術領域，具體涉及一種用于小角中子散射譜儀的自動換樣裝置。

背景技術

現(xiàn)代磁性材料廣泛應用在人類生活的方方面面，磁性材料與信息化、自動化、機電一體化、國防、國民經濟都緊密相關。磁性材料通常是指由鐵、鈷、鎳及其合金等能夠直接或間接產生磁性的物質。例如：納米結構氧化物彌散強化鋼（ODS鋼）是一種典型的磁性材料，具有優(yōu)異的抗輻照抗氦脆性能和良好的高溫強度，被認為是未來示范和商業(yè)聚變堆包層和快堆燃料包殼的重要候選結構材料。ODS鋼中彌散顆粒的形成機制還未達成一致，但是主流觀點是溶入—析出機制，即在機械合金化過程中添加的氧化物顆粒和合金元素會溶入到基體中，在隨后的熱致密化過程中析出富釔、鈦和氧的納米顆粒。這些顆粒的尺寸分布、數(shù)量以及與基體的關系對ODS鋼的性能有顯著影響。結合原位磁場（使樣品達到飽和）測試，小角中子散射技術可以有效區(qū)分磁散射和核散射信號，并獲得重要的析出相結構信息。

目前，國內中子散（衍）射技術處于起步階段，尚未發(fā)現(xiàn)有公司針對中子散（衍）射譜儀設計研發(fā)此類磁場條件下配套自動換樣裝置。而X射線不適合研究磁結構，也尚未發(fā)現(xiàn)有基于同步輻射光源和商用光源的類似探索。國際上部分小角中子散射平臺上磁場裝置已經能夠實現(xiàn)磁場條件下的中子散射測試，并實現(xiàn)控制磁場強度，但是都存在一個嚴重問題，就是在切換樣品和磁場強度的過程中，會引入樣品位置帶來的誤差，以及更換樣品和啟動小角中子散射譜儀及磁場裝置所耗費的大量人力物力。

目前，亟需一種用于小角中子散射譜儀的自動換樣裝置，該自動換樣裝置能夠在小角中子散射結合磁場加載環(huán)境下進行磁性材料結構演化與外部磁場關系的原位自動化測量，適用于實現(xiàn)多樣品相同磁場強度、同一樣品不同磁場強度、不同磁場強度不同采集時間等多種模式下的材料磁結構原位自動化檢測。

發(fā)明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于小角中子散射譜儀的自動換樣裝置。

本實用新型的用于小角中子散射譜儀的自動換樣裝置，其特點是：所述的自動換樣裝置包括滑塊單元，伺服電機，導軌，磁基座，樣品窗口，中子束入射窗口，計算機，N極、S極、磁場強度控制器和底座；所述的N極、S極在磁場強度控制器的控制下形成磁場，磁力線為水平方向；所述的滑塊單元固定在導軌上，導軌的上端與伺服電機固定，導軌的下端與磁基座固定，磁基座固定在底座上，底座固定在小角中子散射譜儀的工作平臺上；所述的中子束入射窗口位于磁場的中心；所述的滑塊單元位于磁場中，計算機控制伺服電機驅動滑塊單元通過導軌在豎直方向上下移動，滑塊單元的樣品窗口依次切換至中子束入射窗口。

所述的磁基座通過限位卡槽固定在底座上，磁基座移出限位卡槽后，取出滑塊單元，更換滑塊單元上的樣品窗口中的樣品。

所述的滑塊單元、導軌、磁基座的材料為不銹鋼、鋁、鎘等抗中子活化的金屬材料加工而成，保證中子散射實驗后裝置的安全性，樣品窗口的材料為藍寶石。

所述的小角中子散射譜儀為反應堆中子源、脈沖堆中子源或散裂中子源中的一種。

本實用新型的用于小角中子散射譜儀的自動換樣裝置具有以下特點：一，采用磁基座對自動換樣裝置進行快拆式固定，可以保證位置的準確性，保證不同樣品切換過程中，每次測量都在相同位置的中子束入射窗口進行；如果采用手動換樣模式，每次放置位置發(fā)生偏差，造成的情況是中子照射樣品的區(qū)域會發(fā)生偏差，導致即使相同樣品放置兩次可能產生的透過率、散射計數(shù)率不一樣，可能造成的分析結果有偏差；二，自動換樣裝置的滑塊單元，伺服電機，導軌，磁基座，樣品窗口等部件，都采用不銹鋼、鋁、鎘等抗中子活化的金屬材料加工而成，保證中子散射實驗后裝置的安全性；三，利用自動換樣裝置，程序控制N極，S極，滑塊單元和小角中子散射譜儀三個組成部分各自的程序設定和三重同步工作，可以實現(xiàn)多樣品相同磁場強度、同一樣品不同磁場強度、不同磁場強度不同采集時間等多種模式的選擇和設定，極大地節(jié)約人力和減少誤操作的可能；四，所述的中子散射技術使用的中子源可以與多種模式的中子源大科學裝置進行聯(lián)用，即可以采用反應堆中子源、脈沖堆中子源、散裂中子源中的一種。

本實用新型的用于小角中子散射譜儀的自動換樣裝置與小角中子散射實驗站聯(lián)用時主要的工作過程如下：

a.將N極，S極，連同底座安裝到小角中子散射實驗線站上，自動換樣裝置通過磁基座固定在底座上，利用激光光源對小角中子散射的光路進行調節(jié)，使中子束斑與中子束入射窗口中心在同一中心軸上，然后固定底座的位置。