CN107063872A - 一种用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置 - Google Patents

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李建
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Abstract

本发明公开了一种用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置，该加载装置包括密封腔体、入射窗口板、出射窗口板、密封盖、密封环、加载杆、波纹管、密封法兰、样品夹具、销钉、抽真空转换接头和真空压力表。本发明的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置中的密封腔体开设样品装入孔，与样品夹具配合完成样品的装载与卸载，通过密封盖实现腔体的密封，利用伸缩连接组件中波纹管的伸缩特性，能够保证样品在密封腔体内基于负压状态下实现一定位移量的力学加载，可确保样品断裂后产生的金属铍粉末不会泄露到密封腔外，具有结构简单易于搭建、性能安全可靠的优点，能够有效防止实验人员受到金属铍粉末危害的风险。

Description

一种用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置
技术领域
本发明属于中子散（衍）射应用中的环境加载技术领域，具体涉及一种用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置。
背景技术
金属铍是一种战略性、关键性材料，在航空航天和核能等领域有着重要的应用。中子散射技术具有无损检测和深穿透特性，可对材料的内部微观结构、界面结构、内部缺陷、应力分布等特性进行直接测量。在利用中子散射技术对金属铍进行力学加载实验测量时，金属铍样品会在断口处产生少量铍粉末，而铍粉末属于剧毒物质，质量轻、易漂浮在空气中，实验人员如果吸入或接触铍粉会引起呼吸道炎症、肺部纤维化等急慢性铍病，同时铍粉末还具有一定的致敏性和致癌性，所以加载实验时需进行可靠的密封防护。
目前，一方面由于国内中子散（衍）射技术正处于起步阶段，相关的环境加载设备的设计较少，另一方面由于金属铍粉末属于剧毒物质，需要进行全面防护，对环境设备要求极高，因此从事金属铍实验的单位和个人也较少，特别是利用中子散射技术进行金属铍力学加载测试的实验更少，国内尚无相关装置报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置。
本发明的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置，其特点是，所述的装置包括密封罩、伸缩连接组件、真空系统组件；所述的密封罩包括密封腔体、入射窗口板、出射窗口板、密封盖、密封环，所述的伸缩连接组件包括加载杆、波纹管、密封法兰、样品夹具、销钉，所述的真空系统组件包括抽真空转换接头、真空压力表；所述的密封腔体上开设中子入射孔、中子出射孔，顶部开设样品装入孔，两侧开设伸缩加载孔，密封盖上开设抽真空孔、真空压力表孔；其连接关系是，入射窗口板、出射窗口板依次固定在密封腔体的中子入射孔、中子出射孔的外部，伸缩连接组件分别固定在伸缩加载孔内部，密封盖固定在密封腔体的样品装入孔外部，抽真空转换接头、真空压力表依次固定在密封盖的抽真空孔、真空压力表孔内部；样品夹具与加载杆固定连接，波纹管一端安装在伸缩加载孔内部密封连接，样品夹具安装在波纹管内部，其中靠近样品一端通过密封法兰与波纹管固定连接，样品安装在样品夹具上，通过销钉固定连接。
所述的密封腔体为一长方体，采用铝合金制作。
所述的入射窗口板、出射窗口板采用蓝宝石制作。
所述的密封盖采用铝合金制作，密封环采用硅胶制作。
所述的加载杆、样品夹具采用高强度合金制作，材料抗拉强度不小于1000MPa。
所述的波纹管选用塑料波纹管，其拉伸压缩变形量不小于30mm，
所述的密封法兰采用聚四氟乙烯制作。
所述的销钉采用不锈钢制作。
所述的抽真空转换接头为单向抽真空转换接头，通过软管连接真空泵进行抽真空。
所述的真空压力表显示密封腔体内气体压力，量程为-0.1MPa至0。
本发明的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置，利用伸缩连接组件中波纹管的伸缩特性，能够保证样品在密封腔体内基于负压状态下实现一定位移量的力学加载，利用真空压力表实时显示密封腔内的气体压力，可确保样品断裂后产生的金属铍粉末不会泄露到密封腔外，能够有效防止实验人员受到金属铍粉末危害的风险。
本发明的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置适用于需要利用中子散射技术进行密封防护的金属样品的室温力学加载实验，具有结构简单易于搭建、性能安全可靠的特点，配合中子散（衍）射谱仪使用，能够较为准确地获得材料深度范围内宏观应力、微观应力、晶间应力等三类应力分布数据，研究内应力存在对材料微观结构单元的影响，并且通过对应力/应变场分布变化的分析，研究材料微观形变机制。
附图说明
图 1 为本发明的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置的结构示意图（主视图）；
图 2为本发明的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置的结构示意图（正视图）；
图 3为本发明的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置的结构示意图（侧视图）；
图中，1.密封腔体 2.入射窗口板 3.出射窗口板 4.密封盖 5.密封环 6.加载杆 7.波纹管 8.密封法兰 9.样品夹具 10.销钉 11.抽真空转换接头 12.真空压力表。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1、2、3所示，本发明的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置包括所述的装置包括密封罩、伸缩连接组件、真空系统组件；所述的密封罩包括密封腔体1、入射窗口板2、出射窗口板3、密封盖4、密封环5，所述的伸缩连接组件包括加载杆6、波纹管7、密封法兰8、样品夹具9、销钉10，所述的真空系统组件包括抽真空转换接头11、真空压力表12；所述的密封腔体1上开设中子入射孔、中子出射孔，顶部开设样品装入孔，两侧开设伸缩加载孔，密封盖4上开设抽真空孔、真空压力表孔；其连接关系是，入射窗口板2、出射窗口板3依次固定在密封腔体1的中子入射孔、中子出射孔的外部，伸缩连接组件分别固定在伸缩加载孔内部，密封盖4固定在密封腔体1的样品装入孔外部，抽真空转换接头11、真空压力表12依次固定在密封盖4的抽真空孔、真空压力表孔内部；样品夹具9与加载杆6固定连接，波纹管7一端安装在伸缩加载孔内部密封连接，样品夹具9安装在波纹管7内部，其中靠近样品一端通过密封法兰8与波纹管7固定连接，样品安装在样品夹具9上，通过销钉10固定连接。
所述的密封腔体1为一长方体，采用2A12-F铝合金制作。
所述的入射窗口板2、出射窗口板3采用蓝宝石制作。
所述的密封盖4采用2A12-F铝合金制作，密封环5为橡胶环。
所述的加载杆6、样品夹具9采用镍基高温合金制作，材料抗拉强度不小于1100MPa。
所述的波纹管7选用塑料波纹管，其拉伸压缩变形量不小于32mm，
所述的密封法兰8采用聚四氟乙烯制作。
所述的销钉10采用1Cr18Ni9Ti不锈钢制作。
所述的抽真空转换接头11为单向抽真空转换接头，通过软管连接真空泵进行抽真空。
所述的真空压力表12显示密封腔内气体压力，量程为-0.1MPa至0。
本发明的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置工作过程如下：打开密封盖4，安装样品夹具9，利用销钉10固定实验样品与样品夹具9，通过密封法兰8螺栓固定波纹管7和样品夹具9，连接样品夹具9和加载杆6，调整样品位置和方向，安装密封盖4，通过螺栓进行固定，在密封盖4上连接抽真空转换接头11和真空压力表12，通过软管连接抽真空转换接头11与真空泵，将密封腔体1内气体压力抽至-0.1MPa，进行力学加载时注意观察真空压力表12，确保压力为负压，样品断裂后，分别断开与拉伸机、真空泵的连接，将装置整体移至外部的手套箱内进行湿法除尘后处理。
本发明不局限于上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置，其特征在于：所述的装置包括密封罩、伸缩连接组件、真空系统组件；所述的密封罩包括密封腔体（1）、入射窗口板（2）、出射窗口板（3）、密封盖（4）、密封环（5），所述的伸缩连接组件包括加载杆（6）、波纹管（7）、密封法兰（8）、样品夹具（9）、销钉（10），所述的真空系统组件包括抽真空转换接头（11）、真空压力表（12）；所述的密封腔体（1）上开设中子入射孔、中子出射孔，顶部开设样品装入孔，两侧开设伸缩加载孔，密封盖上开设抽真空孔、真空压力表孔；其连接关系是，入射窗口板（2）、出射窗口板（3）依次固定在密封腔体（1）的中子入射孔、中子出射孔的外部，伸缩连接组件分别固定在伸缩加载孔内部，密封盖（4）固定在密封腔体的样品装入孔外部，抽真空转换接头（11）、真空压力表（12）依次固定在密封盖的抽真空孔、真空压力表孔内部；样品夹具（9）与加载杆（6）固定连接，波纹管（7）一端安装在伸缩加载孔内部密封连接，样品夹具（9）安装在波纹管（7）内部，其中靠近样品一端通过密封法兰（8）与波纹管（7）固定连接，样品安装在样品夹具（9）上，通过销钉（10）固定连接。
2.根据权利要求1所述的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置，其特征在于：所述的密封腔体（1）为一长方体，采用铝合金制作。
3.根据权利要求1所述的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置，其特征在于：所述的入射窗口板（2）、出射窗口板（3）采用蓝宝石制作。
4.根据权利要求1所述的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置，其特征在于：所述的密封盖（4）采用铝合金制作，密封环（5）为采用硅胶制作。
5.根据权利要求1所述的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置，其特征在于：所述的加载杆（6）、样品夹具（9）采用高强度合金制作，材料抗拉强度不小于1000MPa。
6.根据权利要求1所述的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置，其特征在于：所述的波纹管（7）选用塑料波纹管，其拉伸压缩变形量不小于30mm。
7.根据权利要求1所述的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置，其特征在于：所述的密封法兰（8）采用聚四氟乙烯制作。
8.根据权利要求1所述的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置，其特征在于：所述的销钉（10）采用不锈钢制作。
9.根据权利要求1所述的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置，其特征在于：
所述的抽真空转换接头（11）为单向抽真空转换接头，通过软管连接外部的真空泵进行抽真空。
10.根据权利要求1所述的用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置，其特征在于：
所述的真空压力表（12）显示密封腔体（1）内气体压力。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107607390A (zh) * 2017-10-19 2018-01-19 吉林大学 变温拉扭复合载荷材料力学性能原位测试装置及方法
CN107703166A (zh) * 2017-09-11 2018-02-16 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种用于中子静高压实验的密封腔
CN109030232A (zh) * 2018-08-14 2018-12-18 兰州大学 中子散射低温拉伸杜瓦
CN109596647A (zh) * 2018-12-01 2019-04-09 金华职业技术学院 一种用于中子散射实验的方法
CN110333134A (zh) * 2019-07-04 2019-10-15 西北工业大学 一种与中子散射联用的单轴拉伸装置和实验方法
CN111595878A (zh) * 2020-05-13 2020-08-28 雅视特科技（杭州）有限公司 一种基于流水线的元素成分自动检测装置及其检测方法
CN113075068A (zh) * 2021-04-01 2021-07-06 散裂中子源科学中心 用于中子散射实验的动态应力加载和同步应变测量装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007303909A (ja) * 2006-05-10 2007-11-22 Japan Atomic Energy Agency パルス中性子非弾性散乱実験の高効率測定方法
JP2013108800A (ja) * 2011-11-18 2013-06-06 Sumitomo Rubber Ind Ltd ゴム材料のシミュレーション方法
JP2013142610A (ja) * 2012-01-11 2013-07-22 Taiyo Nippon Sanso Corp 低温引張試験機
CN104165875A (zh) * 2014-08-01 2014-11-26 中国人民解放军63975部队 一种用于固体荧光样品测试的支架
CN104596863A (zh) * 2015-01-05 2015-05-06 中国工程物理研究院总体工程研究所 多功能一体化结构的金属材料拉伸实验系统
CN104849148A (zh) * 2015-05-21 2015-08-19 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种用于中子小角散射的原位压力加载装置
CN105388074A (zh) * 2015-12-03 2016-03-09 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种用于中子衍射的原位温度加载装置
CN105445111A (zh) * 2015-12-30 2016-03-30 北京汽车研究总院有限公司 一种软管测试实验设备
CN105628488A (zh) * 2015-12-24 2016-06-01 中山大学 一种适用于多环境真空测试设备的力学加载装置
CN206862778U (zh) * 2017-06-02 2018-01-09 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007303909A (ja) * 2006-05-10 2007-11-22 Japan Atomic Energy Agency パルス中性子非弾性散乱実験の高効率測定方法
JP2013108800A (ja) * 2011-11-18 2013-06-06 Sumitomo Rubber Ind Ltd ゴム材料のシミュレーション方法
JP2013142610A (ja) * 2012-01-11 2013-07-22 Taiyo Nippon Sanso Corp 低温引張試験機
CN104165875A (zh) * 2014-08-01 2014-11-26 中国人民解放军63975部队 一种用于固体荧光样品测试的支架
CN104596863A (zh) * 2015-01-05 2015-05-06 中国工程物理研究院总体工程研究所 多功能一体化结构的金属材料拉伸实验系统
CN104849148A (zh) * 2015-05-21 2015-08-19 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种用于中子小角散射的原位压力加载装置
CN105388074A (zh) * 2015-12-03 2016-03-09 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种用于中子衍射的原位温度加载装置
CN105628488A (zh) * 2015-12-24 2016-06-01 中山大学 一种适用于多环境真空测试设备的力学加载装置
CN105445111A (zh) * 2015-12-30 2016-03-30 北京汽车研究总院有限公司 一种软管测试实验设备
CN206862778U (zh) * 2017-06-02 2018-01-09 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种用于中子散射实验中金属铍的室温力学加载装置

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEN H 等: "Manufacturing and Testing of an In Situ Stretching Sample Environment Equipment for Neutron Scattering Experiments" *
ZHAO Y 等: "Development of a variable temperature mechanical loading device for in situ neutron scattering measurements" *
庞蓓蓓 等: "用于形状记忆材料研究的中子衍射原位温度加载系统" *
张莹 等: "用于中子衍射的原位应力加载装置" *
杨祖爱: "金属铍的中子衍射应力分析研究" *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107703166A (zh) * 2017-09-11 2018-02-16 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种用于中子静高压实验的密封腔
CN107703166B (zh) * 2017-09-11 2024-01-12 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种用于中子静高压实验的密封腔
CN107607390A (zh) * 2017-10-19 2018-01-19 吉林大学 变温拉扭复合载荷材料力学性能原位测试装置及方法
CN107607390B (zh) * 2017-10-19 2023-04-18 吉林大学 变温拉扭复合载荷材料力学性能原位测试装置及方法
CN109030232A (zh) * 2018-08-14 2018-12-18 兰州大学 中子散射低温拉伸杜瓦
CN109596647A (zh) * 2018-12-01 2019-04-09 金华职业技术学院 一种用于中子散射实验的方法
CN109596647B (zh) * 2018-12-01 2023-08-29 金华职业技术学院 一种用于中子散射实验的方法
CN110333134A (zh) * 2019-07-04 2019-10-15 西北工业大学 一种与中子散射联用的单轴拉伸装置和实验方法
CN111595878A (zh) * 2020-05-13 2020-08-28 雅视特科技（杭州）有限公司 一种基于流水线的元素成分自动检测装置及其检测方法
CN113075068A (zh) * 2021-04-01 2021-07-06 散裂中子源科学中心 用于中子散射实验的动态应力加载和同步应变测量装置

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