本申請涉及中子散射實驗輔助工具領域，特別是涉及一種用于制備中子散射實驗無磁樣品盒的鈦鋯合金及其應用。

背景技術：

由于中子不帶電、穿透性強、具有磁矩、對輕元素敏感、能區(qū)分同位素及鄰近元素等獨特的優(yōu)點，使得中子散射技術在物理、化學、新能源、生命、醫(yī)藥、材料、工程和國家安全等科學研究和工業(yè)應用領域發(fā)揮著不可替代的作用。

在中子散射實驗中，測試樣品可以是液體、粉末和固體等形態(tài)，大部分樣品都需采用樣品盒盛放和封裝，然后將樣品盒放置到樣品臺，實驗過程中，中子束入射到樣品盒中，通過探測器采集中子散射數(shù)據(jù)，從而可分析樣品的微觀結構和動力學機制。

但是，盛放中子散射實驗的樣品盒，與一般的用于X射線實驗的樣品盒不同。相對于X射線來說，中子源的中子通量低，因此中子散射實驗需要對背底進行嚴格的控制，避免各種背底信號來源對中子散射數(shù)據(jù)質量造成影響。而現(xiàn)有的樣品盒，基本上都會有干擾信號峰貢獻在探測到的樣品數(shù)據(jù)里，對數(shù)據(jù)分析造成影響，從而無法準確的反映和分析測試樣品的微觀結構和動力學機制等信息。這在很大程度上抑制了中子散射技術的推廣和應用。

技術實現(xiàn)要素：

本申請的目的是提供一種新的用于制備中子散射實驗無磁樣品盒的鈦鋯合金及其應用。

本申請采用了以下技術方案：

本申請公開了一種用于制備中子散射實驗無磁樣品盒的鈦鋯合金，該鈦鋯合金的通式為Ti_xZr_y，其中鈦和鋯的原子數(shù)比例，即(2.08±0.1):1。

需要說明的是，本申請的關鍵在于，創(chuàng)造性的提出，由鈦和鋯的原子數(shù)比例為(2.08±0.1):1的鈦鋯合金制備的中子散射實驗樣品盒，其干擾信號最低。特別是，在優(yōu)選的方案中，鈦鋯合金為Ti_2.083Zr時，由其制備的中子散射實驗樣品盒，幾乎不會有干擾信號，能夠有效的提高中子散射實驗的數(shù)據(jù)質量，從而提出本申請。其中，(2.08±0.1):1，即1.98-2.18:1。

本申請的有益效果在于：

本申請的用于制備中子散射實驗無磁樣品盒的鈦鋯合金材料，采用鈦和鋯的原子數(shù)比例為(2.08±0.1):1的鈦鋯合金，特別是鈦鋯合金Ti_2.083Zr，使得制備的樣品盒幾乎不會產(chǎn)生干擾信號峰貢獻在探測到的測試樣品數(shù)據(jù)里，使得中子散射實驗的數(shù)據(jù)質量更加可靠、可信。同時本申請的材料，強度大、無磁性，可批量生產(chǎn)并廣泛應用于中子散射實驗，特別是對磁性控制要求較高的實驗，為中子散射技術的推廣和應用奠定了基礎。

附圖說明

圖1是本申請實施例中鈦鋯合金相干散射長度為零時的散射圖譜模擬示意圖；

圖2是本申請實施例中相干散射長度非零的CeO₂材料的散射圖譜模擬示意圖。

具體實施方式

本申請的關鍵在于創(chuàng)造性的發(fā)現(xiàn)，鈦鋯合金，特別是原子數(shù)比例為(2.08±0.1):1的鈦鋯合金，所制備的樣品盒，其干擾信號最低；尤其是Ti_2.083Zr鈦鋯合金，所制備的樣品盒幾乎沒有干擾信號。

經(jīng)過研究分析認為，本申請的原子數(shù)比例為(2.08±0.1):1的鈦鋯合金之所以可以用于制備中子散射實驗樣品盒，其關鍵在于，原子數(shù)比例(2.08±0.1):1的鈦鋯合金相干散射最低，特別是Ti_2.083Zr，其中子相干散射長度為零，因此，將其制成中子散射實驗樣品盒時，其散射信號可以很容易的被處理，不會產(chǎn)生干擾信號。相反的，其它常規(guī)材料產(chǎn)生的散射信號會出現(xiàn)不同的衍射峰，具有相干散射，因此大大影響探測到的測試樣品數(shù)據(jù)。

下面通過具體實施例對本申請作進一步詳細說明。以下實施例僅對本申請進行進一步說明，不應理解為對本申請的限制。

實施例

本例的用于制備中子散射實驗樣品盒的材料為Ti_2.083Zr，其制備方法如下：

分別稱取99.71g的鈦金屬粉末和91g的鋯金屬粉末，混勻，熔煉呈棒材，即獲得本例的用于制備中子散射實驗樣品盒的鈦鋯合金材料。

將本例制備的Ti_2.083Zr材料，按照具體的使用需求，制備成適合尺寸的樣品盒。

根據(jù)美國國家標準與技術研究院公布的中子散射長度和截面數(shù)據(jù)，經(jīng)計算本例制備的鈦鋯合金Ti_2.083Zr，其所制備的樣品盒，中子相干散射長度為零。利用蒙特卡羅模擬軟件Vitess，模擬計算相干散射長度為零時的散射圖譜，結果如圖1所述，本例制備的相干散射長度為零的Ti_2.083Zr材料只會出現(xiàn)無峰、強度低、易處理的非相干散射譜，不會對測試樣品的數(shù)據(jù)分析造成影響，從而使中子散射實驗的數(shù)據(jù)質量更加可靠、可信。并且，Ti_2.083Zr材料是無磁性的，且強度大，特別適合于制備對磁性環(huán)境控制嚴格的無磁樣品盒。

另外，本例采用相干散射長度非零的CeO₂材料作為對比分析，其散射圖譜如圖2所示，此類材料相干散射出現(xiàn)不同的衍射峰，這會影響測試樣品的數(shù)據(jù)分析。

通過對圖1和圖2的效果進行對比，可見，本例制備的鈦鋯合金Ti_2.083Zr，可以有效降低樣品盒對中子散射數(shù)據(jù)的影響。

需要說明的是，本例的Ti_2.083Zr，即鈦和鋯的原子數(shù)比例為2.083:1的鈦鋯合金，其中子相干散射長度為零，是制備中子散射實驗樣品盒的最佳材料；可以理解，在實際的鈦鋯合金制備過程中，該比例很難達到100％的精準，因此，經(jīng)實驗和分析認為，只要鈦和鋯的原子數(shù)比例在(2.08±0.1):1的范圍內，都可以作為制備中子散射實驗樣品盒的材料。

以上內容是結合具體的實施方式對本申請所作的進一步詳細說明，不能認定本申請的具體實施只局限于這些說明。對于本申請所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本申請構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本申請的保護范圍。