[发明专利]一种用于脆性材料微观结构研究的中子测量方法

权利要求书

1.一种用于脆性材料微观结构研究的中子测量方法，其特征在于，所述的测量方法中采用的测量设备及其连接关系如下：

将巴西实验专用夹具的上压头(1)、下压头(2)安装到力学加载装置(3)上，将被测样品(4)放置在上压头(1)、下压头(2)之间；将力学加载装置(3)固定在水平旋转台(5)上，使被测样品(4)中心处于水平旋转台(5)旋转轴的延长线上；水平旋转台(5)安装在中子小角散射谱仪的样品台(6)上，使被测样品(4)处于中子小角散射谱仪的中子探测器(7)的正前方；散斑应变仪的摄像机(8)根据中子小角散射谱仪现场情况放置在样品台(6)的左侧或右侧；被测样品(4)、中子探测器(7)、散斑应变仪的摄像机(8)的中心处于同一水平高度；力学加载装置(3)、中子探测器(7)、散斑应变仪的摄像机(8)、中子小角散射谱仪的中子监视器(9)的信号线连接至控制计算机(10)；

所述的测量方法包括以下步骤：

a.参数初始化与样品初态测量：设定中子小角散射谱仪测量的单步中子测量个数、样品直径D_s与样品厚度的样品信息参数，初始化被测样品(4)的当前应变量参数T_c和控制水平旋转台(5)的当前位置A_r为零；启动中子监视器(9)对测量中子进行计数，启动中子探测器(7)对被测样品(4)的散射信号进行测量，得到样品初态的测量结果；

b.控制水平旋转台(5)至应变加载位置：控制水平旋转台(5)向散斑应变仪的摄像机(8)的放置方向旋转固定角度θ，使样品表面正对摄像机(8)的镜头；

c.巴西实验离散应变参数的计算：根据目标应变参数T_s和当前应变量T_c计算加载应变量T₁，三者关系为：T₁＝T_s-T_c，进一步计算加载形变量L_Δ，L_Δ与加载应变量T₁和样品直径D_s的关系为：L_Δ＝T₁×D_s；

d.应变加载与测量：将T_c的数值赋值给最近应变量T_c-last；控制力学加载装置(3)对被测样品(4)进行力学加载，加载位移为L_Δ，加载过程中散斑应变仪测量与反馈被测样品(4)的实际形变量L_r；加载完成后，更新当前应变量T_c参数，计算公式为：T_c＝T_c-last+L_r/D_s；判断力学加载装置(3)是否为单端加载方式，是则控制小角散射谱仪的样品台(6)向上或向下运动0.5倍的L_Δ；

e.控制水平旋转台(5)至中子测量位置：控制水平旋转台(5)回到零位置，使样品表面面向中子入射束流方向；

f.被测样品(4)在应变加载下的中子散射信号测量：启动中子监视器(9)对测量中子进行计数，启动中子探测器(7)对被测样品(4)在该应变状态下的散射信号进行测量；判断测量实验是否完成，是则跳转到g，否则转到步骤b，对被测样品(4)进行下一个应变点加载；

g.测量结束，保存力学加载装置(3)的力学加载数据和中子小角谱仪的中子探测器(7)的测试结果。

2.根据权利要求书1所述的一种用于脆性材料微观结构研究的中子测量方法，其特征在于：在步骤a中，被测样品(4)的直径大于中子束流截面直径。

3.根据权利要求书1所述的一种用于脆性材料微观结构研究的中子测量方法，其特征在于：在步骤b中，水平旋转台(5)为高精度、低振动旋转台。

4.根据权利要求书1所述的一种用于脆性材料微观结构研究的中子测量方法，其特征在于：在步骤d中，力学加载装置(3)为双端同步加载方式或单端加载方式，双端同步加载方式的力学加载装置(3)的加载输出两端同速、反向运动；使用单端加载方式的力学加载装置(3)时，样品台(6)具备升降功能。