一种与小角中子散射联用的耦合高低温环境的原位拉伸仪制造技术

本发明专利技术公开了一种与小角中子散射联用的耦合高低温环境的原位拉伸仪，涉及中子散射辅助设备技术领域，包括原位拉伸仪主体和控温环境箱，控温环境箱设置于原位拉伸仪内；原位拉伸仪主体包括上拉伸装置和下拉伸装置，上拉伸装置上设有上夹具，下拉伸装置上设有下夹具；控温环境箱的前后两侧上分别设有前中子束窗和后中子束窗，控温环境箱内设有控温箱主体，控温箱主体内设有加热装置和冷却装置，上拉伸装置能够穿过控温环境箱和控温箱主体的上侧，下拉伸装置能够穿过控温环境箱和控温箱主体的下侧。本发明专利技术的原位拉伸仪通过利用上下拉伸装置对样品进行双向加载，控温环境箱给样品提供一个高温或低温的环境，实现与小角中子散射谱仪的力热耦合联用。谱仪的力热耦合联用。谱仪的力热耦合联用。

【技术实现步骤摘要】
一种与小角中子散射联用的耦合高低温环境的原位拉伸仪


[0001]本专利技术涉及中子散射辅助设备
，特别是涉及一种与小角中子散射联用的耦合高低温环境的原位拉伸仪。

技术介绍

[0002]材料的力学性能和服役可靠性与其内部微观结构密切相关，同时大部分结构材料的服役过程总是处于温度与应力等外场的耦合作用的环境下。例如，航空航天橡胶轮胎在使用过程中一直受高低温度和交变应力的耦合作用，汽车轮毂等合金材料的服役也是处于复杂应力和变化温度的条件下。因此，原位研究材料在温度和应力的耦合作用下的微观结构演化动力学有助于制备高性能和稳定服役的材料。
[0003]目前，已有部分原位拉伸联用的测试方法，例如扫描电镜
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原位拉伸和透射电镜原位拉伸，但是这些原位拉伸的联用方法只能局限于样品的一个极小部位进行探测，同时这些测试所需的样品制备困难，难以将力场与温度场进行耦合，同时也不能获得样品内部微观结构信息的统计结果。
[0004]小角中子散射是观测材料内部1～100nm微观结构的有效利器，得益于中子的强穿透性，小角中子散射技术可适用于在多种样品环境下开展原位实验，研究材料在不同环境下的微观结构及其演化动力学。相较于上述的原位拉伸联用测试方法，小角中子散射
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原位拉伸技术的优势还在于样品大体积的探测且测试结果具有统计性。
[0005]小角中子散射谱仪面向的用户的研究材料主要包括但不局限于水凝胶、聚合物和合金材料等种类，研究的温度范围覆盖了从低温到高温(
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70～350℃)，但是大多数小角中子散射仪样品室的空间非常有限，无法容纳现有大体积尺寸的原位拉伸设备。
[0006]由此可以得知，现有技术中，能够在小角中子散射谱仪中并且原位拉伸设备并不能提供不同温度环境条件，因此研究范围具有一定的局限性。
[0007]因此，市场上急需一种与小角中子散射联用的耦合高低温环境的原位拉伸仪，用于解决上述问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种与小角中子散射联用的耦合高低温环境的原位拉伸仪，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，整体体积较小，能够应用到小角中子散射仪的样品台上，并且能够给样品提供变温的环境，可以根据实验需要将控温环境箱内部调整到对应温度。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0010]本专利技术公开了一种与小角中子散射联用的耦合高低温环境的原位拉伸仪，包括原位拉伸仪主体和控温环境箱，所述控温环境箱设置于所述原位拉伸仪内；
[0011]所述原位拉伸仪主体包括上拉伸装置和下拉伸装置，所述上拉伸装置上设有上夹具，所述下拉伸装置上设有下夹具；
[0012]所述控温环境箱的前后两侧上分别设有前中子束窗和后中子束窗，所述前中子束窗和所述后中子束窗相对设置，所述控温环境箱内设有控温箱主体，所述控温箱主体内设有加热装置和冷却装置，所述上拉伸装置能够穿过所述控温环境箱和所述控温箱主体的上侧，所述下拉伸装置能够穿过所述控温环境箱和所述控温箱主体的下侧。
[0013]优选的，所述原位拉伸仪主体的上端设有拉伸控制电机，所述拉伸控制电机的输出轴传动连接有两个丝杆，所述拉伸控制电机能够驱动两个所述丝杆同步转动，所述丝杆上设有旋向相反的双螺纹结构，两个所述丝杆位于所述上拉伸装置和所述下拉伸装置的两侧；
[0014]所述上拉伸装置包括上拉伸横梁，所述上拉伸横梁的两端分别固定有一个上螺母座，两个所述上螺母座分别与两个所述丝杆螺纹连接；
[0015]所述下拉伸装置包括下拉伸横梁，所述下拉伸横梁的两端分别固定有一个下螺母座，两个所述下螺母座分别与两个所述丝杆螺纹连接；
[0016]所述原位拉伸仪主体上设有拉伸控制器，所述拉伸控制电机与所述拉伸控制器电连接；
[0017]所述上拉伸横梁通过上延长杆与所述上夹具固定连接；
[0018]所述下拉伸横梁通过下延长杆与所述下夹具固定连接；
[0019]所述上拉伸横梁与所述上延长杆之间设有力传感器，所述力传感器与所述拉伸控制器电连接。
[0020]优选的，所述上延长杆侧壁上设有冷却水管通孔，所述冷却水管通孔处穿过设有一个冷却管。
[0021]优选的，所述原位拉伸仪主体上设有限位杆，所述限位杆上设有上限位块和下限位块，所述上限位块位于所述下拉伸横梁的上方，所述下限位块设置于所述下拉伸横梁的下方。
[0022]优选的，加热装置为加热管，所述加热管为两个，两个所述加热管分别设置于所述控温箱主体的内部两侧；
[0023]所述控温箱主体内固定有温度传感器，所述加热管和所述温度传感器均与温度控制器电连接。
[0024]优选的，所述冷却装置为液氮输入管，所述液氮输入管的第一端连接有液氮源，所述液氮输入管的第二端与所述控温箱主体的内部相连通。
[0025]优选的，所述前中子束窗和所述后中子束窗处分别设有一个圆形风刀，所述圆形风刀分别通过一个风管与一个风机连接。
[0026]优选的，所述前中子束窗和所述后中子束窗的材质为石英片或蓝宝石片；
[0027]所述控温环境箱上设有前安装孔和后安装孔，所述前中子束窗安装于所述前安装孔内，所述后中子束窗安装于所述后安装孔内，所述前中子束窗与所述前安装孔之间的连接处涂有中子吸收材料，所述后中子束窗与所述后安装孔之间的连接处涂有中子吸收材料。
[0028]优选的，所述原位拉伸仪主体的下端固定有支撑底座，所述控温环境箱的下端通过若干个定位螺栓能够拆卸连接于所述支撑底座上。
[0029]优选的，还包括激光准直仪，所述激光准直仪包括激光发射器和激光接收器，所述
激光发生器设置于所述前中子束窗远离所述后中子束窗的一侧，所述激光接收器设置于所述后中子束窗远离所述前中子束窗的一侧。
[0030]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0031]本专利技术利用加热装置和冷却装置能够为待测试样品提供不同温度环境，并且利用上拉伸装置和下拉伸装置能够对样品进行双向加载作用，以此实现在不同的环境条件下对样品进行实验，可实现小角中子散射与同步变温和应变原位测量的联用。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术实施例小角中子散射联用的耦合高低温环境的原位拉伸仪的结构示意图；
[0034]图2为本专利技术实施例小角中子散射联用的耦合高低温环境的原位拉伸仪中控温环境箱的结构示意图；
[0035]图中：1
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拉伸控制器、2
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拉伸控制电机、3
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上拉伸横梁、4
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下拉伸横梁、5
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力传感器、6
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种与小角中子散射联用的耦合高低温环境的原位拉伸仪，其特征在于：包括原位拉伸仪主体和控温环境箱，所述控温环境箱设置于所述原位拉伸仪内；所述原位拉伸仪主体包括上拉伸装置和下拉伸装置，所述上拉伸装置上设有上夹具，所述下拉伸装置上设有下夹具；所述控温环境箱的前后两侧上分别设有前中子束窗和后中子束窗，所述前中子束窗和所述后中子束窗相对设置，所述控温环境箱内设有控温箱主体，所述控温箱主体内设有加热装置和冷却装置，所述上拉伸装置能够穿过所述控温环境箱和所述控温箱主体的上侧，所述下拉伸装置能够穿过所述控温环境箱和所述控温箱主体的下侧。2.根据权利要求1所述的与小角中子散射联用的耦合高低温环境的原位拉伸仪，其特征在于：所述原位拉伸仪主体的上端设有拉伸控制电机，所述拉伸控制电机的输出轴传动连接有两个丝杆，所述拉伸控制电机能够驱动两个所述丝杆同步转动，所述丝杆上设有旋向相反的双螺纹结构，两个所述丝杆位于所述上拉伸装置和所述下拉伸装置的两侧；所述上拉伸装置包括上拉伸横梁，所述上拉伸横梁的两端分别固定有一个上螺母座，两个所述上螺母座分别与两个所述丝杆螺纹连接；所述下拉伸装置包括下拉伸横梁，所述下拉伸横梁的两端分别固定有一个下螺母座，两个所述下螺母座分别与两个所述丝杆螺纹连接；所述原位拉伸仪主体上设有拉伸控制器，所述拉伸控制电机与所述拉伸控制器电连接；所述上拉伸横梁通过上延长杆与所述上夹具固定连接；所述下拉伸横梁通过下延长杆与所述下夹具固定连接；所述上拉伸横梁与所述上延长杆之间设有力传感器，所述力传感器与所述拉伸控制器电连接。3.根据权利要求2所述的与小角中子散射联用的耦合高低温环境的原位拉伸仪，其特征在于：所述上延长杆上设有冷却水管通孔，所述冷却水管通孔处穿过设有一个冷却管。4.根据权利要求2所述的与小角中子散射联用的耦合高低温环境的原位拉伸仪，其特征在于：所述原位拉伸仪主体上设有限位杆，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢振华，柯于斌，杨华，郑海彪，殷雯，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：