[发明专利]一种模拟实际服役工况环境的材料辐照装置

说明书

本发明公开了一种模拟实际服役工况环境的材料辐照装置，包括卧式真空腔室，以及沿束流方向依次设置在卧式真空腔室上的束流传输入口、常温辐照靶系统和束流传输出口；常温辐照靶系统包括设置在卧式真空腔室上的移动组件，以及位于卧式真空腔室内并固定在移动组件上的辐照系统；移动组件包括第一焊接波纹管、磁流体密封组件、转轴、靶头转位步进电机、同步带、靶头伸缩步进电机、第一支架和第一法兰组件，辐照系统包括水冷靶头组件、样品托组件、第一热电偶和靶头冷却水管；样品托组件包括样品托、样品压片和隔套，样品托固定在水冷靶头组件正对或背对于束流方向的侧面上，样品压片通过隔套卡设在样品托的侧面上，样品压片的外侧面上形成有靶位。

技术领域

本发明涉及一种材料辐照装置，特别涉及一种模拟实际服役工况环境的材料辐照装置。

背景技术

目前，中国科学院近代物理研究所320kV综合研究平台材料辐照终端，服役的材料辐照装置有常温环境材料辐照装置和高温环境辐照装置，可实现材料在常温及高温环境下的重离子辐照。但上述的材料辐照装置不能进行实验过程中样品表面温度测量；不具备在应力、高温条件下进行重离子辐照的同时进行位移测量和样品表面及背面温度测量的功能，而且，常温辐照装置不能有效控制因重离子辐照而导致的温度升高。然而，随着材料科学的发展，以上实验条件的需求越来越迫切。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种模拟实际服役工况环境的材料辐照装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种模拟实际服役工况环境的材料辐照装置，包括卧式真空腔室，以及沿束流方向依次设置在所述卧式真空腔室上的束流传输入口、常温辐照靶系统和束流传输出口；

所述常温辐照靶系统包括垂直于束流方向设置在所述卧式真空腔室上的移动组件，以及位于卧式真空腔室内并固定在移动组件上的辐照系统；

其中，移动组件包括第一焊接波纹管、磁流体密封组件、转轴、靶头转位步进电机、同步带、靶头伸缩步进电机、第一支架和第一法兰组件；第一法兰组件密封配合于所述卧式真空腔室上；所述第一焊接波纹管位于卧式真空腔室的外部，并固定连接在第一法兰组件上；所述转轴活动穿设在第一焊接波纹管内，所述转轴的第一端垂直于束流方向伸入所述卧式真空腔室内，所述转轴的第二端伸出第一焊接波纹管的外部，并通过磁流体密封组件密封转动配合在第一焊接波纹管上；所述靶头转位步进电机通过支承板连接在所述磁流体密封组件的一侧，并通过同步带与转轴传动连接；所述靶头伸缩步进电机通过第一支架固定在第一法兰组件的外部，所述靶头伸缩步进电机通过滚珠丝杆与所述磁流体密封组件连接；

所述辐照系统包括水冷靶头组件、样品托组件、第一热电偶和靶头冷却水管；所述水冷靶头组件连接在所述转轴的第一端，所述水冷靶头组件内形成有冷却水循环通道，所述靶头冷却水管与水冷靶头组件的冷却水循环通道连通，并经所述第一焊接波纹管和磁流体密封组件伸出；所述第一热电偶包括外载部和探头部，所述外载部固定连接在磁流体密封组件的外部；两所述样品托组件设置在水冷靶头组件的两侧，所述样品托组件包括样品托、样品压片和隔套，所述样品托固定在所述水冷靶头组件正对或背对于束流方向的侧面上，所述样品压片通过隔套卡设在所述样品托的侧面上，所述样品压片的外侧面上形成有靶位，每个所述靶位的背部设置所述第一热电偶的探头部，用于测量样品背部温度。

在一些实施例中，该装置还包括设置在所述卧式真空腔室上且位于所述常温辐照靶系统和束流传输出口之间的高温蠕变拉伸靶系统，所述高温蠕变拉伸靶系统包括下拉杆、配重件、样品夹持组件、上拉杆、上盖焊件、拉力传感器、支架焊件、下盖焊件、复合加热单元和铠装热电偶；