[发明专利]一种用于中子散射实验的装置

摘要

本发明涉及材料研究领域，一种用于中子散射实验的装置，包括气体腔、加压设备、高压腔、样品、平凸透镜、支架、光阑I、窗口、分束器、凸透镜I、摄像机、光阑II、凸透镜II、发光二极管和中子探测器，高压腔包括高压腔体、压力活塞、固定端、蓝宝石片I和蓝宝石片II，高压腔体是中空立方体结构，包括通孔I、中心槽和通孔II三部分，通孔I和通孔II均为圆台形通孔，采用特制的高压腔来使得在对样品施加压力的同时能够较好地适用于中子散射实验，具有较大的中子透过率及光学透过率，特殊设计的光学成像方法使得能够在气体腔外对样品进行分辨率较高的成像，以监控样品的状态，更换样品流程简单，原位压力调节步骤简便，可靠性高，使用寿命长。

主权项

1.一种用于中子散射实验的装置，包括气体腔(1)、加压设备(2)、高压腔(3)、样品(4)、平凸透镜(5)、支架(6)、光阑I(7)、窗口(8)、分束器(9)、凸透镜I(10)、摄像机(11)、光阑II(12)、凸透镜II(13)、发光二极管(14)和中子探测器，xyz为三维空间坐标系，气体腔(1)中能够充入氦气、氖气或氩气，压强范围为100巴到600巴，高压腔(3)位于气体腔(1)中，平凸透镜(5)和光阑I(7)通过支架(6)安装于气体腔(1)内的高压腔(3)下方，平凸透镜(5)位于光阑I(7)上方，通过支架(6)能够调节平凸透镜(5)和光阑I(7)的位置，高压腔(3)上面具有活塞孔，与活塞孔对应位置的气体腔(1)上面具有通孔，气体腔(1)下面具有窗口(8)，窗口(8)能够透光，气体腔(1)的侧面具有透射窗口，中子束能够通过所述透射窗口进入或离开气体腔(1)，分束器(9)、凸透镜I(10)、摄像机(11)、光阑II(12)、凸透镜II(13)和发光二极管(14)均位于气体腔(1)外的下方，发光二极管(14)、凸透镜II(13)、光阑II(12)、分束器(9)、窗口(8)、光阑I(7)、平凸透镜(5)和固定端(3‑3)组成照明光路，发光二极管(14)发射的照明光能够依次通过凸透镜II(13)、光阑II(12)、分束器(9)、窗口(8)、光阑I(7)、平凸透镜(5)和固定端(3‑3)后，射到样品(4)上，固定端(3‑3)、平凸透镜(5)、光阑I(7)、窗口(8)、分束器(9)、凸透镜I(10)和摄像机(11)组成样品(4)的成像光路，样品(4)发出的光能够依次通过固定端(3‑3)、平凸透镜(5)、光阑I(7)和窗口(8)，并经过分束器(9)偏向后，通过凸透镜I(10)进入摄像机(11)，其特征是：高压腔(3)包括高压腔体(3‑1)、压力活塞(3‑2)、固定端(3‑3)、蓝宝石片I(3‑4)和蓝宝石片II(3‑5)，压力活塞(3‑2)穿出气体腔(1)上面的通孔并能够上下移动，且压力活塞(3‑2)与气体腔(1)之间具有气密性；高压腔体(3‑1)是边长为十二毫米的中空立方体结构，包括通孔I、中心槽和通孔II三部分，通孔I和通孔II均为圆台形通孔，通孔I和通孔II共轴线，轴线经过高压腔体(3‑1)中心且平行于z方向，通孔I的小孔端和通孔II的小孔端相对，中心槽位于两个所述小孔端之间，通孔I和通孔II的大孔端分别位于高压腔体(3‑1)的两外侧，蓝宝石片I(3‑4)和蓝宝石片II(3‑5)均位于中心槽内、且均为与xy平面平行的相同的两块；中心槽与蓝宝石片I(3‑4)和蓝宝石片II(3‑5)接触的部分均具有波纹状缺口，蓝宝石片I(3‑4)和通孔I的小孔端紧贴，蓝宝石片II(3‑5)和通孔II的小孔端紧贴，蓝宝石片I(3‑4)和蓝宝石片II(3‑5)中蓝宝石的结晶轴c轴均平行于z方向，蓝宝石片I(3‑4)和蓝宝石片II(3‑5)之间的空间为样品室，所述样品室底部具有固定端(3‑3)，所述固定端(3‑3)具有弹性且固定于高压腔体(3‑1)的底部，固定端(3‑3)分别与蓝宝石片I(3‑4)和蓝宝石片II(3‑5)连接，固定端(3‑3)能够透光，压力活塞(3‑2)能够经气体腔(1)上面的通孔插入样品室，样品(4)位于压力活塞(3‑2)的下端与固定端(3‑3)之间的区域，压力活塞(3‑2)的上端连接加压设备(2)，在进行高压实验时，加压设备(2)带动压力活塞(3‑2)向下移动并能够对样品(4)施加压力。