一种用于批量测试的二维阵列进样装置的制作方法

本发明属于材料分析测试技术领域，具体涉及一种用于批量测试的二维阵列进样装置。

背景技术：

中子小角散射技术是一种研究材料中纳米微结构的理想测试方法。这主要源于中子探针的系列优势特点，包括深穿透特性、可区别轻原子、近邻原子及同位素，以及低能量可无损测量等。通过小角散射可以获得材料内部纳米尺度范围内微结构形貌、尺寸、分布等各种信息。该技术具有统计性好，样品制备简单等优势，在高分子、生物以及材料研究中都有广泛的应用。特别地，在结构材料的微结构研究中具有独特的优势，可以获得材料内部纳米尺度的不均匀结构信息，包括沉淀相、微孔、气泡等的尺度、形状、分布等信息。采用中子小角散射方法研究材料内部纳米微结构时，为了获得详细材料信息，需要进行大量试样比对测试。如果这些试样信号很强，满足快速测量条件，就需要二维阵列进样装置来提升测试效率。然而，目前配合中子小角散射谱仪使用的进样装置通常为一维平移方式，只有8到12个位置。使用此类进样装置不适用于大量试样的快速测量，会造成如下的不利结果：1）频繁更换样品，耗费更多的人工，效率不高，浪费宝贵的中子束流机时；2）现场操作时间增加，工作人员受辐射剂量增加。

综上所述，针对目前缺乏适用于大量试样测试进样装置的现状，有必要发展一种适用于大量试样的快速批量测量装置，便于今后进一步发展对大量试样进行中子小角散射测试分析的实验技术。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于批量测试的二维阵列进样装置。

本发明的用于批量测试的二维阵列进样装置，其特点是，所述的进样装置包括支架、样品插片和限束光阑；

所述的支架由竖直叠加的m层长条状进样条组成，m≥1，各层之间通过定位栓固定，每层长条状进样条上有均布的n个样品安装槽，n≥10，m×n个样品插片分别插入到样品安装槽中；支架通过位于支架底部的底座固定在二维运动台上；

所述的样品插片为长方体，长方体的顶面中心开有顶方孔，样品从顶方孔插入样品插片，在长方体的垂直厚度方向开有光阑孔，光阑孔为通孔，样品的中心与光阑孔的中心重合，样品从光阑孔露出；

所述的限束光阑为薄板，从一侧包覆支架，限束光阑上开有与样品插片的光阑孔一一对应的限束光阑孔。

所述的限束光阑上的限束光阑孔为锥形孔，锥形孔的开口方向与光束的入射方向相同。

所述的限束光阑的材料为硼铝合金。

所述的样品插片的材料为铝合金、钒合金或钛锆合金中的一种。

本发明的用于批量测试的二维阵列进样装置中的支架采用组合式多层布局，每层支架上等距分布相同结构的样品安装槽，样品安装槽内安装样品插片，实验中可根据样品数量调整支架。本发明的用于批量测试的二维阵列进样装置中采用样品插片固定样品，能够保证不同尺寸的样品与限束光阑上的限束光阑孔同心，限束光阑孔采用锥形孔能够降低入射光束的本底。通过驱动二维运动台对本发明的用于批量测试的二维阵列进样装置进行二维平移操作，即可逐一对样品进行测试。

本发明的用于批量测试的二维阵列进样装置解决了大量样品的快速测量问题，能够实现中子小角散射实验所需的批量薄片样品材料内部微观结构测试分析，避免复杂操作和频繁换样，提高材料分析测试的效率。

附图说明

图1为本发明的用于批量测试的二维阵列进样装置的结构示意图；

图中，1.支架2.限束光阑3.样品安装槽4.底座5.样品插片6.顶方孔7.光阑孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明的用于批量测试的二维阵列进样装置包括支架1、样品插片5和限束光阑2；

所述的支架1由竖直叠加的m层长条状进样条组成，m≥1，各层之间通过定位栓固定，每层长条状进样条上有均布的n个样品安装槽3，n≥10，m×n个样品插片5分别插入到样品安装槽3中；支架1通过位于支架1底部的底座4固定在二维运动台上；

所述的样品插片5为长方体，长方体的顶面中心开有顶方孔6，样品从顶方孔6插入样品插片5，在长方体的垂直厚度方向开有光阑孔7，光阑孔7为通孔，样品的中心与光阑孔7的中心重合，样品从光阑孔7露出；

所述的限束光阑2为薄板，从一侧包覆支架1，限束光阑2上开有与样品插片5的光阑孔7一一对应的限束光阑孔。

所述的限束光阑2上的限束光阑孔为锥形孔，锥形孔的开口方向与光束的入射方向相同。

所述的限束光阑2的材料为硼铝合金。

所述的样品插片5的材料为铝合金、钒合金或钛锆合金中的一种。

实施例1

本实施例的限束光阑的材料为硼铝合金，样品插片的材料为铝合金，m=5，n=24。

本实施例的具体实施步骤如下：

a.支架安装

将支架1通过底座4用螺丝安装固定在二维运动台的工作台面上。

b.样品安装

将样品通过样品插片5的顶方孔6插入样品插片5，然后将样品插片5插入样品安装槽3，直到所有的120个样品插片5安装完毕。

c.限束光阑安装

将限束光阑2通过卡槽包覆到支架1的侧面。

d.实验测量

驱动二维运动台整体移动进样装置，使一个限束光阑孔完全落在测量束线中，测量一个样品，测量结束后再移动进样装置使得相邻的限束光阑孔完全落在测量束线中，测量下一个样品，重复本步骤，直到所有的样品完成测试。

本实施例的样品插片5的材料还可以钒合金或钛锆合金。

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。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于批量测试的二维阵列进样装置。该进样装置中的支架采用组合式多层布局，每层支架上等距分布相同结构的样品安装槽，样品安装槽内安装样品插片，实验中可根据样品数量调整支架。该进样装置采用样品插片固定样品，能够保证不同尺寸的样品与限束光阑上的限束光阑孔同心，限束光阑孔采用锥形孔能够降低入射光束的本底。通过驱动二维运动台对进样装置进行二维平移操作，即可逐一对样品进行测试。本发明的用于批量测试的二维阵列进样装置解决了大量样品的快速测量问题，能够实现中子小角散射实验所需的批量薄片样品材料内部微观结构测试分析，避免复杂操作和频繁换样，提高材料分析测试的效率。

技术研发人员：孙良卫;张昌盛;闫冠云;陈良;彭梅;刘栋;孙光爱
受保护的技术使用者：中国工程物理研究院核物理与化学研究所
技术研发日：2018.12.14
技术公布日：2019.03.08