一种用于中子小角散射的原位压力加载装置

摘要

本发明提供了一种用于中子小角散射的原位压力加载装置，能够对被测样品进行中子束流方向上的压力加载，并对样品的应力、应变进行控制。所述装置包括动力驱动组件、传动齿轮组件、滚珠丝杠组件、高精度测量组件、夹具组件、固定机架基座组件和屏蔽层。本发明的特点为中子束线上的多个组件采用空心结构允许中子直接通过，夹具采用中子透过率高的蓝宝石材料，实现了样品在中子束流方向上的压力加载。本发明配合中子小角散射谱仪使用，对被测样品进行在力学使役环境下的微观变形、损伤和断裂过程进行原位检测，为进一步揭示材料的力学特性和损伤、断裂机制研究提供了有效、可靠的测试手段。

主权项

一种用于中子小角散射的原位压力加载装置，其特征在于：所述的装置包括动力驱动组件、传动齿轮组件、滚珠丝杠组件、高精度测量组件、夹具组件、固定机架基座组件和屏蔽层；所述的动力驱动组件包括伺服电机（11）、编码器（12）、减速机（13）；所述传动齿轮组件包括主动齿轮（21）、从动齿轮（22）；所述的滚珠丝杠组件包括固定螺母（31）、螺旋丝杠（32）；所述的高精度测量组件包括圆环状的力学传感器（41）、非接触式位移传感器（42）；所述的夹具组件包括夹具、夹具支撑杆（52）、样品包壳（53），其中，夹具包括移动端夹具（511）、固定端夹具（512）；所述的固定机架基座组件包括基座（61）、左侧支撑板（62）、右侧支撑板（63）；其连接关系是，所述的左侧支撑板（62）、右侧支撑板（63）固定在基座（61）两侧，右侧支撑板（63）开设有中子通孔以及伺服电机（11）的固定安装孔；所述的编码器（12）、减速机（13）安装在伺服电机（11）的输出轴上，伺服电机（11）、减速机（13）分别固定在右侧支撑板（63）、左侧支撑板（62）上；所述的主动齿轮（21）、从动齿轮（22）依次安装在左侧支撑板（62）上，主动齿轮（21）与减速机（13）的输出轴相连，主动齿轮（21）与从动齿轮（22）通过轮齿咬合连接；所述的固定螺母（31）与从动齿轮（22）固定连接，螺旋丝杠（32）通过螺纹与固定螺母（31）连接，螺旋丝杠（32）中心轴线上开设有中子通孔；所述的力学传感器（41）的一端与螺旋丝杠（32）固定连接，另一端与夹具支撑杆（52）的一端固定连接，夹具支撑杆（52）的另一端与移动端夹具（511）固定连接，所述夹具支撑杆（52）的中心轴线上设置有中心通孔；非接触式位移传感器（42）的测量端安装在移动端夹具（511）的接触样品的侧面上；固定端夹具（512）与移动端夹具（511）对应设置，固定端夹具（512）与右侧支撑板（63）固定连接，移动端夹具（511）、固定端夹具（512）的中心位置上分别开设有与样品尺寸匹配的样品凹槽，圆筒状的样品包壳（53）套在移动端夹具（511）上；在螺旋丝杠（32）、力学传感器（41）、夹具支撑杆（52）、右侧支撑板（63）的中子通孔内壁均设置有屏蔽层（71）；所述的基座（61）底部设置有螺孔，用于与中子小角散射谱仪的样品台的固定；所述中子通孔的内径大于中子束斑尺寸。