一种应用于中子实验的低温耦合拉伸装置及其测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及中子散射实验技术领域，公开一种应用于中子实验的低温耦合拉伸装置及其测试方法。该应用于中子实验的低温耦合拉伸装置包括真空箱、夹持组件、冷却组件、加载组件和补偿组件，夹持组件设置于真空箱内部，夹持组件包括两个相对设置的夹持头，两个夹持头共同夹持待测样品；冷却组件被配置为冷却真空箱内的待测样品；加载组件的输出端与其中一个夹持头相连接；补偿组件的输出端与真空箱相连接，以驱动真空箱、夹持组件、冷却组件和加载组件向背离加载组件施加在待测样品上的加载力的方向移动。所述应用于中子实验的低温耦合拉伸装置可以对样品在低温、真空环境下的拉伸性能进行测试，且能保证测试结果的精确性。且能保证测试结果的精确性。且能保证测试结果的精确性。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于中子实验的低温耦合拉伸装置及其测试方法


[0001]本专利技术涉及中子散射实验
，尤其涉及一种应用于中子实验的低温耦合拉伸装置及其测试方法。

技术介绍

[0002]相对于X射线，中子具有强大的穿透能力、对轻元素敏感、可识别同位素和拥有自旋和磁矩等优点，且对样品具有非破坏性，使得中子散射技术广泛应用于能源材料、磁性材料和工程材料的研究中。中子散射技术的主要原理为：来自中子源的中子束流入射到样品材料中，与材料中的原子核或磁矩发生相互作用，向各个方向散射开来。通过测量散射中子的能量和动量的变化，可以得到材料的微观结构信息和运动规律。
[0003]在测试应用于航空、航天、深海等领域的材料的拉伸性能时，通常需要将其置于低温、真空的环境下进行测试。而现有技术中的拉伸装置通常具有以下缺陷：1)其仅能用于常温环境中样品内部变形测试，在对应用于航空、航天、深海等领域的材料的拉伸性能进行测试时会导致测试结果不准确；2)其对样品拉伸时通常为单边加载，样品在加载力的作用下其中心位置会发生变化，从而导致中子束流不能入射到样品的中心位置，影响测试结果。
[0004]因此，亟需提出一种应用于中子实验的低温耦合拉伸装置，以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种应用于中子实验的低温耦合拉伸装置及其测试方法，可以对样品在低温、真空环境下的拉伸性能进行测试，且能保证测试结果的精确性。
[0006]如上构思，本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]一种应用于中子实验的低温耦合拉伸装置，包括：
[0008]真空箱；
[0009]夹持组件，设置于所述真空箱内部，所述夹持组件包括两个相对设置的夹持头，两个所述夹持头共同夹持待测样品；
[0010]冷却组件，被配置为冷却所述真空箱内的待测样品；
[0011]加载组件，所述加载组件的输出端与其中一个所述夹持头相连接；
[0012]补偿组件，所述补偿组件的输出端与所述真空箱相连接，以驱动所述真空箱、所述夹持组件、所述冷却组件和所述加载组件向背离所述加载组件施加在所述待测样品上的加载力的方向移动。
[0013]作为本专利技术提供的应用于中子实验的低温耦合拉伸装置的一种优选方案，所述补偿组件包括补偿驱动源和丝杠螺母传动结构，所述补偿驱动源的输出端与所述丝杠螺母传动结构的丝杠相连接，所述丝杠螺母传动结构的螺母与所述真空箱相连接。
[0014]作为本专利技术提供的应用于中子实验的低温耦合拉伸装置的一种优选方案，所述补偿组件还包括：
[0015]支撑平台，用于支撑所述补偿驱动源的固定端；
[0016]滑动平台，滑动设置于所述支撑平台上，所述真空箱与所述滑动平台相连接，所述补偿驱动源的输出端与所述滑动平台相连接。
[0017]作为本专利技术提供的应用于中子实验的低温耦合拉伸装置的一种优选方案，所述补偿组件还包括光栅尺，所述光栅尺沿所述真空箱的长度方向延伸并设置于所述支撑平台上。
[0018]作为本专利技术提供的应用于中子实验的低温耦合拉伸装置的一种优选方案，所述冷却组件包括制冷机、冷屏和导热件，所述冷屏设置于所述真空箱内，并罩设于所述夹持组件外，所述制冷机设置于所述真空箱上，且所述制冷机的冷头通过所述导热件与所述夹持头相连接。
[0019]作为本专利技术提供的应用于中子实验的低温耦合拉伸装置的一种优选方案，所述加载组件包括加载驱动源和加载轴，所述加载驱动源的输出端与所述加载轴相连接，所述加载轴远离所述加载驱动源的一端穿过所述真空箱与对应的所述夹持头相连接。
[0020]作为本专利技术提供的应用于中子实验的低温耦合拉伸装置的一种优选方案，所述加载轴与对应的所述夹持头之间连接有拉力传感器。
[0021]作为本专利技术提供的应用于中子实验的低温耦合拉伸装置的一种优选方案，所述真空箱包括箱体、真空阀和真空发生系统，所述箱体上设置有抽真空接口，所述真空阀安装于所述抽真空接口处，所述真空发生系统通过所述真空阀对所述箱体内部进行抽真空操作。
[0022]本专利技术还提供一种测试方法，基于如上所述的应用于中子实验的低温耦合拉伸装置，所述测试方法包括如下步骤：
[0023]步骤S1：将待测样品固定于夹持组件的两个夹持头之间；
[0024]步骤S2：冷却组件启动，使所述夹持头的温度降至预设温度；
[0025]步骤S3：加载组件通过对应的夹持头对所述待测样品进行拉伸力加载；
[0026]步骤S4：补偿组件驱动真空箱、所述夹持组件、所述冷却组件和所述加载组件向背离所述拉伸力的方向移动，以使所述待测样品的中心位置始终与中子谱仪上的中子束流发射端正对；
[0027]步骤S5：中子谱仪上的中子束流发射端向所述待测样品发射中子束流。
[0028]作为本专利技术提供的测试方法的一种优选方案，所述加载组件对所述待测样品加载的载荷F≤50kN；和/或
[0029]所述夹持头的预设温度的范围为6K～473K。
[0030]本专利技术的有益效果为：
[0031]本专利技术提供的应用于中子实验的低温耦合拉伸装置，通过设置真空箱，可以为待测样品提供真空测试环境，通过设置冷却组件，可以为待测样品提供低温测试环境，从而使该拉伸装置可以适用于对应用于航空、航天、深海等领域的材料的拉伸性能进行测试，以真实模拟其在使用环境下的拉伸性能，进而保证测试结果的准确性；通过设置夹持组件，可以用于固定待测样品；通过设置与夹持组件的其中一个夹持头传动连接的加载组件，可以为待测样品提供加载力；通过设置补偿组件，可以驱动真空箱、夹持组件、冷却组件和加载组件向背离加载组件施加在待测样品上的加载力的方向移动，从而使待测样品在任意位置时均能被中子束流入射至其中心位置，以保证测试结果的精确性。
[0032]本专利技术提供的测试方法，通过应用上述的应用于中子实验的低温耦合拉伸装置，
可以对待测样品在低温、真空环境下的拉伸性能进行测试，以真实模拟其在使用环境下的拉伸性能，进而保证测试结果的精确性。
附图说明
[0033]图1是本专利技术实施例提供的应用于中子实验的低温耦合拉伸装置显示内部结构的示意图；
[0034]图2是本专利技术实施例提供的应用于中子实验的低温耦合拉伸装置显示内部结构的正视示意图；
[0035]图3是本专利技术实施例提供的冷却组件与夹持组件的爆炸示意图。
[0036]图中：
[0037]100
‑
待测样品；
[0038]1‑
真空箱；
[0039]2‑
夹持组件；21
‑
活动夹持头；22
‑
固定夹持头；
[0040]3‑
冷却组件；31
‑
制冷机；32
‑
冷屏；33
‑
导热件；
[0041]4‑
加载组件；41
‑
加载驱动源；42
‑
加载轴；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于中子实验的低温耦合拉伸装置，其特征在于，包括：真空箱(1)；夹持组件(2)，设置于所述真空箱(1)内部，所述夹持组件(2)包括两个相对设置的夹持头，两个所述夹持头共同夹持待测样品(100)；冷却组件(3)，被配置为冷却所述真空箱(1)内的待测样品(100)；加载组件(4)，所述加载组件(4)的输出端与其中一个所述夹持头相连接；补偿组件(5)，所述补偿组件(5)的输出端与所述真空箱(1)相连接，以驱动所述真空箱(1)、所述夹持组件(2)、所述冷却组件(3)和所述加载组件(4)向背离所述加载组件(4)施加在所述待测样品(100)上的加载力的方向移动。2.根据权利要求1所述的应用于中子实验的低温耦合拉伸装置，其特征在于，所述补偿组件(5)包括补偿驱动源(51)和丝杠螺母传动结构(52)，所述补偿驱动源(51)的输出端与所述丝杠螺母传动结构(52)的丝杠相连接，所述丝杠螺母传动结构(52)的螺母与所述真空箱(1)相连接。3.根据权利要求2所述的应用于中子实验的低温耦合拉伸装置，其特征在于，所述补偿组件(5)还包括：支撑平台(54)，用于支撑所述补偿驱动源(51)的固定端；滑动平台(55)，滑动设置于所述支撑平台(54)上，所述真空箱(1)与所述滑动平台(55)相连接，所述补偿驱动源(51)的输出端与所述滑动平台(55)相连接。4.根据权利要求3所述的应用于中子实验的低温耦合拉伸装置，其特征在于，所述补偿组件(5)还包括光栅尺，所述光栅尺沿所述真空箱(1)的长度方向延伸并设置于所述支撑平台(54)上。5.根据权利要求1所述的应用于中子实验的低温耦合拉伸装置，其特征在于，所述冷却组件(3)包括制冷机(31)、冷屏(32)和导热件(33)，所述冷屏(32)设置于所述真空箱(1)内，并罩设于所述夹持组件(2)外，所述制冷机(31)设置于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑海彪，陈洁，余朝举，曾智蓉，王声翔，谭志坚，杨陆峰，王立毅，张雪凯，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
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