本发明专利技术公开了一种基于离子注入机的透射电镜试样辐照装置及控温方法，包括光圈隔板、样品台、降温控制系统和升温控制系统，所述光圈隔板的中心处设置有贯穿的透光光圈，样通过固定组件固定在所述辐照面上；降温控制系统设置在所述样品台内，升温控制系统设置在所述样品台的一侧；本发明专利技术通过在离子束流垂直射出的方向设置一个光圈隔板，并在光圈隔板中心设置透光光圈，通过透光光圈使得分散的离子束流均与的入射至样品台上，对位于辐照面上的样品试样进行辐照；同时，通过温度控制系统对样品台的温度进行调整，实现对辐照的样品试样进行精准的温度控制。准的温度控制。准的温度控制。
【技术实现步骤摘要】
一种基于离子注入机的透射电镜试样辐照装置及控温方法
[0001]本专利技术涉及核燃料循环及辐照效应研究
，具体涉及一种基于离子注入机的透射电镜试样辐照装置及控温方法。
技术介绍
[0002]核能的大规模应用离不开核反应堆结构与功能材料的发展。核材料的抗辐照效应是评价核材料性能的重要指标。
[0003]由于离子注入机离子注量小、能量低，辐照过程中温度起伏变化相对较小等特点，使得在基础研究中利用离子注入机研究核材料的辐照效应成为最优选择之一。微观分析技术是评价和检验核材料辐照前后性能变化的重要手段。其中，透射电镜因其极高的分辨率成为研究辐照前后核结构与功能材料辐照损伤、缺陷演变的重要手段。
[0004]在离子注入机中对透射电镜样品的辐照技术难点主要包括以下几点：
[0005](1)透射电镜样品尺寸较小，稳定夹持住样品使之在离子束轰击和温度场变化的情况下不脱落是整个辐照实验成功的关键；
[0006](2)辐照实验中可执行一组或多组实验样品为辐照后性能检验提供更多的性能参考样品，为减少辐照过程中偶然因素引起实验误差提供重要依据；
[0007](3)辐照温度对核材料的辐照效应影响巨大，精准控温是准确控制辐照损伤程度的重要环节；
[0008](4)离子束流均匀的分布在辐照样品的表面以及对束流密度的实时、精准、高效测量，是影响多个辐照样品辐照均匀性的重要指标。因此，基于离子注入机研究透射电镜样品的离子辐照效应问题成为制约核材料微观评价体系建立的重要技术障碍之一。
专利技术内容
[0009]本专利技术所要解决的技术问题是在对透射电镜试样进行辐照试验时，可能出现夹持不稳、温度变化过大以及离子束流轰击不均匀的情况，目的在于提供一种基于离子注入机的透射电镜试样辐照装置及控温方法，解决了夹持稳定、辐照温度和辐照均匀性等严重影响着核材料的抗辐照性能的问题。
[0010]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0011]一种基于离子注入机的透射电镜试样辐照装置，其特征在于，包括：
[0012]光圈隔板，其与离子束流垂直设置，且所述光圈隔板的中心处设置有贯穿的透光光圈；
[0013]样品台，其具有与所述离子束流垂直的辐照面，试样通过固定组件固定在所述辐照面上；
[0014]降温控制系统，其设置在所述样品台内，且用于降低所述样品台的温度；
[0015]升温控制系统，其设置在所述样品台的一侧，且用于升高所述样品台的温度；
[0016]其中，所述光圈隔板和所述升温控制系统分别设置在所述样品台的两侧，且以所
述样品台为对称面对称设置。
[0017]具体地，所述样品台的辐照面上设置有样品载台，所述样品载台上设置有多个用于放置试样的样品固定凹槽，所述样品载台的侧面设置有多个螺纹孔；
[0018]所述固定组件包括：
[0019]样品固定片，其设置有与所述样品固定凹槽对应的样品固定孔，所述样品固定孔的直径小于所述样品固定凹槽的直径；
[0020]螺丝帽，其与所述螺纹孔螺纹连接；
[0021]其中，所述样品固定片与所述样品载台贴合，且所述样品固定孔与所述样品固定凹槽对应设置，所述螺丝帽对所述样品固定片施加朝向所述辐照面的作用力，所述样品固定片对所述试样施加朝向辐照面的夹持力，并将其固定在所述样品固定凹槽内。
[0022]具体地，所述升温控制系统包括：
[0023]设置在所述样品台的一侧的红外加热器，所述红外加热器的加热方向朝向所述样品台；
[0024]控温系统，其与所述红外加热器电连接，且控制所述红外加热器的功率。
[0025]具体地，所述样品台为高导热材质，且所述样品台内部设置有降温腔，所述降温控制系统设置在所述降温腔内；
[0026]所述降温控制系统包括：
[0027]测温组件，其用于检测所述样品台的温度；
[0028]降温组件，其与所述降温腔的连接，且与所述样品台发生热传导；
[0029]所述控温系统与所述测温组件电连接，且控制所述降温组件和所述升温控制系统，所述控温系统设置在所述样品台的外部。
[0030]具体地，所述测温组件包括：
[0031]设置在所述降温腔中部的温度传感器；及
[0032]与所述温度传感器和所述控温系统电连接的温度数据传输线。
[0033]具体地，所述降温组件包括：
[0034]设置在所述降温腔内的冷却气管，所述冷却气管的冷气输入端和冷气输出端穿过所述样品台与所述控温系统连通；
[0035]设置在所述降温腔内的冷却水管，所述冷却水管的冷水输入端和冷水输出端穿过所述样品台与所述控温系统连通。
[0036]优选地，所述冷却气管和所述冷却水管设置在所述样品载台的侧面。
[0037]进一步，所述装置还包括密度测量装置，其设置在所述样品台与所述升温控制系统之间；
[0038]所述样品台上设置有多个贯穿的束流孔洞，所述束流孔洞的中轴线与所述所述离子束流平行。
[0039]具体地，所述密度测量装置包括：
[0040]固定基板，其中心设置有直径不小于所述透光光圈的直径的透光孔；
[0041]密度探测器，其固定设置在所述固定基板上，且探测穿过所述透光孔的离子束流的密度。
[0042]一种基于离子注入机的透射电镜试样辐照装置的温控方法，其特征在于，基于上
述的一种基于离子注入机的透射电镜试样辐照装置，所述方法包括：
[0043]当辐照温度值高于预设值X℃时，降低升温控制系统加热功率，增加冷却水流量和冷却气流量；
[0044]当辐照温度值高于预设值Y℃时，仅增加冷却水流量和冷却气流量；
[0045]当辐照温度值高于预设值Z℃时，仅增加冷却气流量；
[0046]当辐照温度值低于预设值X℃时，增加升温控制系统加热功率，减少冷却水流量和冷却气流量；
[0047]当辐照温度值低于预设值Y℃时，仅降低冷却水流量和冷却气流量；
[0048]当辐照温度值低于预设值Z℃时，仅降低冷却气流量；
[0049]当辐照温度值与预设温度值的温度差异在Z℃之内时，保持升温控制系统加热功率、冷却水流量和冷却气流量；
[0050]其中，X＞Y＞Z。
[0051]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0052]本专利技术通过在离子束流垂直射出的方向设置一个光圈隔板，并在光圈隔板中心设置透光光圈，通过透光光圈使得分散的离子束流均与的入射至样品台上，对位于辐照面上的样品试样进行辐照；同时，通过温度控制系统对样品台的温度进行调整，实现对辐照的样品试样进行精准的温度控制。
[0053]本专利技术还通过设置样品载台和样品固定片，并通过样品载台的样品固定凹槽和样品固定片的样品固定孔实现在不影响对样品的辐照的情况下，对样品进行稳定固定，避免了出现脱落的情况。
附图说明
[0054]附图示出了本专利技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于离子注入机的透射电镜试样辐照装置，其特征在于，包括：光圈隔板(2)，其与离子束流(1)垂直设置，且所述光圈隔板(2)的中心处设置有贯穿的透光光圈(6)；样品台(3)，其具有与所述离子束流(1)垂直的辐照面，试样通过固定组件固定在所述辐照面上；降温控制系统，其设置在所述样品台(3)内，且用于降低所述样品台(3)的温度；升温控制系统(5)，其设置在所述样品台(3)的一侧，且用于升高所述样品台(3)的温度；其中，所述光圈隔板(2)和所述升温控制系统(5)分别设置在所述样品台(3)的两侧，且以所述样品台(3)为对称面对称设置。2.根据权利要求1所述的一种基于离子注入机的透射电镜试样辐照装置，其特征在于，所述样品台(3)的辐照面上设置有样品载台(8)，所述样品载台(8)上设置有多个用于放置试样的样品固定凹槽(9)，所述样品载台(8)的侧面设置有多个螺纹孔(19)；所述固定组件包括：样品固定片(17)，其设置有与所述样品固定凹槽(9)对应的样品固定孔(18)，所述样品固定孔(18)的直径小于所述样品固定凹槽(9)的直径；螺丝帽(10)，其与所述螺纹孔(19)螺纹连接；其中，所述样品固定片(17)与所述样品载台(8)贴合，且所述样品固定孔(18)与所述样品固定凹槽(9)对应设置，所述螺丝帽(10)对所述样品固定片(17)施加朝向所述辐照面的作用力，所述样品固定片(17)对所述试样施加朝向辐照面的夹持力，并将其固定在所述样品固定凹槽(9)内。3.根据权利要求2所述的一种基于离子注入机的透射电镜试样辐照装置，其特征在于，所述升温控制系统(5)包括：设置在所述样品台(3)的一侧的红外加热器，所述红外加热器的加热方向朝向所述样品台(3)；控温系统，其与所述红外加热器电连接，且控制所述红外加热器的功率。4.根据权利要求3所述的一种基于离子注入机的透射电镜试样辐照装置，其特征在于，所述样品台(3)为高导热材质，且所述样品台(3)内部设置有降温腔，所述降温控制系统设置在所述降温腔内；所述降温控制系统包括：测温组件，其用于检测所述样品台(3)的温度；降温组件，其与所述降温腔的连接，且与所述样品台(3)发生热传导；所述控温系统与所述测温组件电连接，且控制所述降温组件和所述升温控制系统(5)，所述控温系统设置在所述样品台(3)的外部。5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴璐，宁知恩，张伟，伍晓勇，温榜，莫华均，宋小蓉，潘荣剑，覃检涛，江艳，毛建军，张海生，顾剑涛，杨帆，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。