一種用于中子衍射的原位溫度加載裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于中子衍射應(yīng)用中的環(huán)境加載技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于中子衍射的原位溫度加載裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]中子衍射技術(shù)具有無損檢測和深穿透特性，可對厘米級的金屬材料進行內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)和應(yīng)力分布進行直接測量。在研究溫度、力學復合環(huán)境對樣品材料的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的影響機制時，需利用原位溫度、力學加載裝置按照高溫拉伸試驗的國家標準對樣品進行溫度、力學環(huán)境加載，再利用中子衍射譜儀對樣品內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)進行測量。目前，國內(nèi)中子衍射技術(shù)正處于起步階段，原位環(huán)境設(shè)備的設(shè)計也較少。名稱為《一種用于中子衍射技術(shù)的原位應(yīng)力-溫度加載裝置》的中國專利(專利號:201310032334)公開了一種用于中子衍射的原位應(yīng)力-溫度加載裝置，該裝置中的高溫爐組件未預留引伸計使用空間，進而造成開展實驗過程中無法直接測量樣品形變量，不能符合高溫拉伸實驗的國家標準。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中裝置的結(jié)構(gòu)缺陷導致測量過程不能符合高溫拉伸實驗的國家標準的不足，本實用新型提供了一種中子衍射的原位溫度加載裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)與外部的原位力學加載裝置聯(lián)合使用，同時可利用高溫引伸計對樣品的形變量進行直接測量。
[0004]實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)方案如下
[0005]—種用于中子衍射的原位溫度加載裝置，其特征在于:所述裝置包括爐體腔體、底座、入射窗口板、出射窗口板、高溫引伸計、支腳A窗膜、支腳B窗膜、左側(cè)夾具、右側(cè)夾具、左側(cè)夾具墊圈、右側(cè)夾具墊圈、左側(cè)冷卻水套、右側(cè)冷卻水套、上方冷卻水套;所述的爐體腔體上開設(shè)中子入射孔、中子出射孔、兩個夾具孔、兩個引伸計測量支腳探入孔;其連接關(guān)系是，所述的爐體腔體固定在底座上;所述的入射窗口板、出射窗口板、左側(cè)夾具墊圈、右側(cè)夾具墊圈、支腳A窗膜、支腳B窗膜利用螺釘依次覆蓋在爐體腔體的中子入射孔的外部、中子出射孔的外部、左側(cè)的夾具孔的外部、右側(cè)的夾具孔的外部、左側(cè)引伸計測量支腳探入孔外部、右側(cè)引伸計測量支腳探入孔的外部;所述的左側(cè)冷卻水套、右側(cè)冷卻水套分別固定在左側(cè)夾具、右側(cè)夾具上，上方冷卻水套固定在爐體腔體的上面，左側(cè)冷卻水套的進水口與外部的冷水栗的出水口利用橡膠水管連接，左側(cè)冷卻水套的出水口與右側(cè)冷卻水套的進水口利用橡膠水管連接，右側(cè)冷卻水套的出水口與上方冷卻水套的進水口利用橡膠水管連接，上方冷卻水套的出水口與外部的冷水栗的回水口利用橡膠水管連接;所述的左側(cè)夾具的一端、右側(cè)夾具的一端利用螺紋分別連接到外部的原位力學拉伸裝置的兩個加載端上，左側(cè)夾具的另一端、右側(cè)夾具的另一端與樣品連接;所述的高溫引伸計固定在底座上，其兩支測量支腳接觸到樣品上;所述的底座固定在外部的力學加載裝置的底座上。
[0006]所述的高溫引伸計的測量支腳為高溫陶瓷材料的圓柱棒，接觸樣品端為刀口狀，利用帶彈簧的纖維繩夾持在底座上。
[0007]所述的爐體腔體的引伸計測量支腳探入孔為圓角矩形形狀，圓角的直徑與矩形的寬尺寸相同;所述的爐體腔體的夾具孔的直徑尺寸比夾具直徑尺寸大2_;所述的爐體腔體的中子入射孔、中子出射孔、夾具孔、引伸計測量支腳探入孔外緣均開設(shè)螺紋孔。
[0008]所述的爐體腔體內(nèi)部鋪設(shè)加熱絲，并填充保溫纖維材料。
[0009]所述的入射窗口板、出射窗口板采用純鋁或藍寶石制作，中子源為冷中子時入射窗口板、出射窗口板米用藍寶石材料制作，中子源為熱中子時入射窗口板、出射窗口板米用純鋁材料。
[0010]所述的支腳A窗膜、支腳B窗膜采用具有彈力的橡膠制成，中心位置開設(shè)十字縫開
□ O
[0011]所述的左側(cè)夾具、右側(cè)夾具為鎳基高溫合金材料的圓柱體，左側(cè)夾具、右側(cè)夾具的直徑尺寸為樣品直徑尺寸的四倍，開設(shè)連接外部的中子衍射原位力學加載裝置和樣品的內(nèi)螺紋。
[0012]所述的左側(cè)冷卻水套、右側(cè)冷卻水套、上方冷卻水套上安裝有寶塔接頭，方便橡膠水管的搭建與拆卸。
[0013]所述的左側(cè)夾具墊圈、右側(cè)夾具墊圈為高溫陶瓷纖維材料的圓環(huán)狀薄片，內(nèi)徑尺寸與夾具直徑尺寸相同。
[0014]本實用新型的特點是爐體腔體采用開設(shè)中子入射窗、中子出射窗的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并采用純鋁或藍寶石材料作為入射窗口板、出射窗口板，使得裝置允許測量中子基本無損耗通過，同時有效隔離外部冷空氣。爐體腔體開設(shè)了引伸計測量支腳探入孔，使得在溫度和力學加載過程中允許高溫引伸計實時測量樣品形變量信息，使得測量過程符合高溫拉伸試驗的國家標準，最終保證了測量結(jié)果的可靠性;同時支腳A窗膜、支腳B窗膜覆蓋在爐體外罩上引伸計測量支腳探入孔外，并選用具有彈力的橡膠材料、中心位置開設(shè)十字縫開口的設(shè)計，使引伸計支腳順利進入和測量形變量時自由移動，同時阻止外部空氣進入，這種設(shè)計有效避免了引伸計的裝載和使用過程中對加熱區(qū)溫度的均勻性造成干擾問題。爐體腔體的左偵叭右側(cè)、頂部都安裝有冷卻水套，避免了原位溫度加載裝置在溫度加載過程中對外部的力學加載裝置和中子譜儀產(chǎn)生影響或損傷情況發(fā)生;夾具與樣品的連接采用螺紋連接，使得爐體內(nèi)壁與樣品能夠盡量靠近，使得原位溫度加載裝置的總體結(jié)構(gòu)尺寸比較小，有利于原位溫度加載裝置與不同大小的力學加載裝置的配套使用。
[0015]本實用新型的有益效益在于:本實用新型的一種用于中子衍射的原位溫度加載裝置，所述裝置開設(shè)中子入射窗、中子出射窗，使得裝置能夠在中子衍射實驗中對樣品進行原位加熱;所述裝置開設(shè)夾具孔、引伸計測量支腳探入孔，使得裝置能夠與原位力學裝置配合使用，并能夠?qū)崿F(xiàn)符合高溫拉伸試驗的國家標準的中子衍射原位力學-溫度復合環(huán)境加載實驗。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的用于中子衍射的原位溫度加載裝置的正視圖；
[0017]圖2是本實用新型的用于中子衍射的原位溫度加載裝置的右視圖；
[0018]圖3是本實用新型中的爐體腔體的結(jié)構(gòu)的正視圖；
[0019]圖4是本實用新型中爐體腔體的結(jié)構(gòu)的右視圖；
[0020]圖5是本實用新型的中的支腳A窗膜、支腳B窗膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖中，1.爐體腔體2.底座3.入射窗口板4.出射窗口板5.高溫引伸計6.支腳A窗膜7.支腳B窗膜8.左側(cè)夾具9.右側(cè)夾具10.左側(cè)夾具墊圈11.右側(cè)夾具墊圈12.左側(cè)冷卻水套13.右側(cè)冷卻水套14.上方冷卻水套。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對最佳實施例進行詳細說明。
[0023]下面結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的詳細內(nèi)容及其【具體實施方式】。
[0024]實施例1
[0025]圖1是本實用新型的用于中子衍射的原位溫度加載裝置的正視圖；圖2是本實用新型的用于中子衍射的原位溫度加載裝置的右視圖；圖3是本實用新型中的爐體腔體的結(jié)構(gòu)的正視圖；圖4是本實用新型中爐體腔體的結(jié)構(gòu)的右視圖。在圖1至圖5中，本實用新型中的一種用于中子衍射的原位溫度加載裝置包括爐體腔體1、底座2、入射窗口板3、出射窗口板
4、高溫引伸計5、支腳A窗膜6、支腳B窗膜7、左側(cè)夾具8、右側(cè)夾具9、左側(cè)夾具墊圈10、右側(cè)夾具墊圈11、左側(cè)冷卻水套12、右側(cè)冷卻水套13、上方冷卻水套14。所述的爐體腔體I上開設(shè)中子入射孔、中子出射孔、兩個夾具孔、兩個引伸計測量支腳探入孔。
[0026]所述的爐體腔體I固定在底座2上;所述的入射窗口板3、出射窗口板4、左側(cè)夾具墊圈10、右側(cè)夾具墊圈11、支腳A窗膜6、支腳B窗膜7利用螺釘依次覆蓋在爐體腔體I的