[发明专利]一种中子散射静电悬浮器

说明书

本发明提供的是一种中子散射静电悬浮器，包括样品腔和仪器腔，其样品腔与仪器腔密封连接后，形成密闭的样品真空腔室，样品真空腔室的壁上开设有多个连通样品真空腔室内外的窗口，且样品真空腔室内设有实现样品静电悬浮的样品工位；样品腔与仪器腔密封连接后，整体安装于散裂中子源谱仪内后，样品真空腔室的外壁与散裂中子源谱仪的内壁形成散射腔；散射腔为真空腔环境或者大气环境；样品腔的顶部与仪器腔的底部对接密封连接，连接后仪器腔与样品腔之间内部贯通形成中空柱状的样品真空腔室。本发明通过样品腔和仪器腔均采用模块化设计，通过模块的组合配置，可以实现不同的光学设备和反射镜组件的安装组合，满足各种样品的照射需求。

技术领域

本发明涉及散裂中子源谱仪的技术领域，尤其涉及一种用于散裂中子源谱仪的散射腔内的中子散射静电悬浮器。

背景技术

中子散射静电悬浮器是实现工程材料无容器环境下中子散射原位测量、多物性测量的光机电一体化集成装置。静电悬浮技术利用静电场中带电荷样品受到的库仑力来抵消重力，实现微重力、无容器的环境。无容器的环境消除了容器壁引起的污染、凝固过程异质形核作用和热输运的影响，尤其有利于工程材料熔体的深过冷现象研究，对工程材料尤其是非晶和纳米晶合金材料的研发有重要的理论和现实意义。此外，由于悬浮时不对样品产生额外的能量输入，从而可避免干扰样品的相变过程，易于结合其他非接触测量设备实现样品的热物性测量。应用于中子散射，可实现工程大试样(尤其是高温熔体)的稳定悬浮、静态和动态微观结构的原位测量。

目前，国内外所研制的静电悬浮器多用于密度、粘度等物性测量，加热激光、定位激光、观测相机、背景光源等光学设备布局在悬浮器真空腔体水平面周边，光路只能采用水平入射和出射的方式。本发明因应用于中子散射的悬浮器需安装至空间狭窄的散射腔体中的井道内，光学设备无法布局在悬浮器真空腔体周边，仅能布局在腔体上部，并采用垂直入射-反射镜反射-垂直出射的光路方式来解决目前光路只能采用水平入射和出射的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中子散射静电悬浮器，旨在解决现有技术中的静电悬浮器多用于密度、粘度等物性测量，加热激光、定位激光、观测相机、背景光源等光学设备布局在悬浮器真空腔体水平面周边，光路只能采用水平入射和出射的方式的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供的一种中子散射静电悬浮器，包括样品腔和仪器腔，样品腔与仪器腔密封连接后，形成密闭的样品真空腔室，样品真空腔室的壁上开设有多个连通样品真空腔室内外的窗口，且样品真空腔室内设有实现样品静电悬浮的样品工位；

进一步的，样品腔与仪器腔密封连接后，整体安装于散裂中子源谱仪内后，样品真空腔室的外壁与散裂中子源谱仪的内壁形成散射腔。

其中，散射腔为真空腔环境或者大气环境，且散射腔与样品真空腔室之间可存在大气压差，也可以是相等大气压值。

进一步的，样品腔的顶部与仪器腔的底部对接密封连接，连接后仪器腔与样品腔之间内部贯通形成中空柱状的样品真空腔室。

进一步的，样品腔为真空环境，其底部安装有反射镜安装平台。

进一步的，窗口连接有第一通光井管，第一通光井管实现样品真空腔室内外连通。

其中，第一通光井管的轴线与水平面平行。

其中，第一通光井管的轴线与水平面呈夹角。

进一步的，窗口分为用于中子入射和出射的中子窗口、用于样品中子散射时中子的出射散射窗口、以及用于光束入射和出射的光学窗口。

进一步的，样品真空腔室外的反射镜安装平台上设置有安装底座，安装底座上安装有反射镜组件，反射镜组件包括支架和安装在支架上的反射镜。

其中，反射镜组件的支架可拆卸式连接在安装底座上，反射镜组件中的反射镜与光学窗口的位置相对应。