[实用新型]一种用于中子散射的高压容器实验装置

说明书

本实用新型公开了一种用于中子散射的高压容器实验装置，包括：筒体、密封单元、锁定单元、加热单元、中子吸收层以及四刀光阑，筒体的侧壁上设置有用于中子入射和散射的窗口，筒体内设置有放置样品管的腔体，密封单元用于将样品管密封在腔体内，锁定单元用于将样品管锁定在筒体内，中子吸收层设置在加热单元的外侧，四刀光阑设置在中子吸收层的侧面。本申请提供的上述方案，锁定装置上的设置可保证加载力的加载及维持恒定；窗口的设置保证了中子入射和散射的无阻碍通过，提高了中子透过率，加热单元的设置保证了样品达到所需要的高温环境，四刀光阑和中子吸收层的设置，分别减小了中子束斑和吸收杂散中子，降低了样品衍射谱本底。

技术领域

本实用新型涉及中子散射和高压科学与技术的领域，具体涉及一种用于中子散射的高压容器实验装置。

背景技术

中子与物质的原子核相互作用，具有很强的穿透能力，可以穿透高压容器的厚壁，所以在中子散射实验中加载高压样品环境比较方便。高压环境对材料的研究非常重要，它可以缩短材料中原子间的距离，影响电子云的重叠，改变元素的化合价等等，对材料的结构和物性引起巨大变化。材料发生的某些变化是可逆的，卸压以后材料会变回实验前的状态，无法得到材料在加压时的特征，原位高压中子散射可以表征加载高压时材料的结构和物性。所以开展原位高压中子散射研究对材料科学、地球物理科学、凝聚态物理、化学和能源与环境等学科具有重要意义。

目前，进行原位高压中子散射实验，大多使用的都是金属高压容器，此类容器是由高强度合金材料加工而成，高强度合金成分中大多含有钴元素、具有磁性、样品容积小和中子透过率极低(＜10％)。合金材料以上的缺点分别对实验人员人身安全、实验结果准确性、实验效率和背底等造成重大影响。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种用于中子散射的高压容器实验装置。

本实用新型提供了一种用于中子散射的高压容器实验装置，包括：筒体、密封单元、锁定单元、加热单元、中子吸收层以及四刀光阑，所述筒体的侧壁上设置有用于中子入射和散射的窗口，所述筒体内设置有放置样品管的腔体，所述腔体的位置与所述窗口的位置向对应，所述密封单元用于将所述样品管密封在所述腔体内，所述锁定单元用于将所述样品管锁定在所述筒体内，所述加热单元设置在所述筒体的外侧壁，用于给所述样品管中的样品加热，所述中子吸收层设置在所述加热单元的外侧，用于对杂散中子进行吸收，所述四刀光阑设置在所述中子吸收层的侧面。

在其中一个实施例中，所述筒体内设置有陶瓷腔体，所述样品管设置在所述陶瓷腔体中，所述陶瓷腔体的周围环绕有楔形环，且所述陶瓷腔体与所述楔形环过盈配合。

在其中一个实施例中，所述锁定单元包括下锁紧螺母、下活塞、紧锁环以及上活塞，所述下锁紧螺母设置在所述筒体的下端，所述下活塞设置在所述下锁紧螺母与所述陶瓷腔体之间，所述紧锁环设置在所述筒体的上端，所述上活塞设置在所述紧锁环与所述陶瓷腔体之间。

在其中一个实施例中，所述锁定单元还包括下垫块、上垫块和上锁紧螺母，所述下垫块设置在所述下活塞与所述下锁紧螺母之间，所述上锁紧螺母设置在所述筒体的开口端，所述上垫块设置在所述上锁紧螺母与所述上活塞之间。

在其中一个实施例中，还包括加力杆，所述加力杆设置在所述上锁紧螺母上。

在其中一个实施例中，所述密封单元包括下密封环、上密封环和样品管帽，所述下密封环设置在所述下活塞与所述样品管之间，所述样品管帽设置在所述上活塞与所述样品管之间，所述上密封环设置在所述样品管帽与所述样品管之间。

在其中一个实施例中，所述加热单元包括加热毯，所述加热毯设置在所述筒体的外侧壁上。

在其中一个实施例中，所述加热毯包括依次从内到外的加热电阻丝、温度计和保温层，所述加热电阻丝与所述筒体的外侧壁紧贴。