专利名称：一种用于中子衍射样品原位实验的镜面高温炉装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及中子衍射样品原位实验技术，具体涉及一种用于中子衍射样品原位实验的镜面高温炉装置。
背景技术：
在中子衍射谱仪样品的原位高温加载实验中，需要用到高温炉装置。现有的用于中子衍射的镜面高温炉装置为整体封闭式结构，样品置于封闭炉体内部，采用两个卤素灯加热源，炉体内部设有上、下两个同轴椭球镜面，通过椭球镜面的反射作用进行聚焦保温。 其主要缺点是由于整个装置采用封闭式结构，中子需透射炉体壁到达样品，衍射中子束再次穿过炉壁到达探测器，由于炉体壁对中子的吸收造成束流强度减弱，不利于高计数率的实验测量。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种在中子衍射样品原位实验中能够减少中子束流吸收衰减的镜面高温炉装置。本实用新型的技术方案如下一种用于中子衍射样品原位实验的镜面高温炉装置，包括上、下两个椭球反射保温装置，椭球反射保温装置中设有椭球镜面，其中，所述的上、下两个椭球反射保温装置之间通过若干根支撑杆连接，用于放置样品的坩埚通过水平支架设置在若干根支撑杆所围成的空间中，坩埚设有加热装置。进一步，如上所述的用于中子衍射样品原位实验的镜面高温炉装置，其中，在所述坩埚的侧壁上对称的设有若干个开口。更进一步，所述坩埚的侧壁呈十字通透结构，四个开口均勻分布。进一步，如上所述的用于中子衍射样品原位实验的镜面高温炉装置，其中，所述的椭球镜面的椭球焦点位于样品附近。进一步，如上所述的用于中子衍射样品原位实验的镜面高温炉装置，其中，在所述的椭球反射保温装置的侧壁上设有冷却水进口和冷却水出口，从而在椭球镜面的外侧形成冷却水流路。进一步，如上所述的用于中子衍射样品原位实验的镜面高温炉装置，其中，所述的支撑杆共有三根，均勻的分布在以坩埚的中心位置为圆心的圆周上。进一步，如上所述的用于中子衍射样品原位实验的镜面高温炉装置，其中，在所述的样品附近设有温度传感器。本实用新型的有益效果如下本实用新型所提供的镜面高温炉装置的中间部分采用支撑杆支撑连接，保证了中子束流进入和穿出样品的路径通透，减少中子束流的吸收衰减；采用坩埚加热元件，样品直接放置在坩埚元件中间，有利于样品高温均勻受热；采用上下两个椭球镜面，椭球焦点位于样品附近，可以将大部分热量反射至样品处，提高加热效率；通过两套水冷系统分别对上下部分进行冷却，保证装置工作稳定性。
图1为镜面高温炉装置的总体结构示意图；图2为镜面高温炉装置中间部分的俯视图；图3为椭球反射保温装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。本实用新型所提供的镜面高温炉装置用于中子衍射谱仪样品的原位高温加载实验。样品一般为块状、条状金属固体样品。如图1所示，镜面高温炉装置整体为立式结构，分为上中下三个部分，通常坐落于样品台上面。上、下部分为椭球反射保温装置1、2，上下椭球反射保温装置1、2通过若干根支撑杆3支撑连接，本实施例中支撑杆共有三根，均勻的分布在以坩埚5的中心位置为圆心的圆周上，相互之间的夹角为120°，如图2所示，中间部分为样品加热区域，由电极、温度传感器、加热坩埚等组成，坩埚上设有加热装置，本实施例中采用电加热的形式，在坩埚底部设有电加热器。用于放置样品的坩埚5通过水平支架4设置在三根支撑杆3所围成的空间中，水平支架4由三根相互呈120°夹角的绝热的水平杆构成。另外还有相应的加热电源、温度测量控制系统和水循环冷却系统。支撑杆3和水平支架4的具体结构并不局限于本实施例中的形式，本领域的技术人员可以根据本实施例的设计思路进行其它各种合理的变型。所述坩埚5的侧壁上对称的设有若干个开口，以保证中子路径通透。本实施例中的坩埚侧壁为十字通透结构，四个开口均勻分布，样品放置在坩埚5的中间位置。同时，配备固定样品的绝热夹具。结构上保证样品加热中心点应与中子束流中心线处于同一高度。 加热坩埚及样品绝热夹具和三根水平支架配置方便安装拆卸，以便更换和固定样品。考虑到一般工业样品实际工作温度范围在室温到1000°C之间，工作温度为室温到1000°C，温度稳定性好于士l°c。采用热电偶测量温度。控温系统采用电力变压器、可控硅移相调压、智能PID调节器等相关器件进行调节控制。上下部分的椭球反射保温装置正对加热源各有一椭圆形镜面反射面，如图3所示，以下椭球反射保温装置为例。镜面光滑平整，进行相关平整度处理，以达到较高的光热反射率。椭球镜面8的椭球焦点位于加热坩埚中心位置(样品处)附近，以提高保温效果和中间加热区域的温度均勻性。上下部分均设有水循环冷却系统。水循环冷却系统包括设置在椭球反射保温装置的侧壁上的冷却水进口 6和冷却水出口 7(对于上椭球反射保温装置，为冷却水进口 6’和冷却水出口 7’)，冷却水进口 6的位置高于冷却水出口 7，从而在椭球镜面8的外侧形成冷却水流路。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求1.一种用于中子衍射样品原位实验的镜面高温炉装置，包括上、下两个椭球反射保温装置(1、2)，椭球反射保温装置中设有椭球镜面(8)，其特征在于所述的上、下两个椭球反射保温装置(1、幻之间通过若干根支撑杆C3)连接，用于放置样品的坩埚( 通过水平支架⑷设置在若干根支撑杆⑶所围成的空间中，坩埚(5)设有加热装置。
2.如权利要求1所述的用于中子衍射样品原位实验的镜面高温炉装置，其特征在于 在所述坩埚(5)的侧壁上对称的设有若干个开口。
3.如权利要求2所述的用于中子衍射样品原位实验的镜面高温炉装置，其特征在于 所述坩埚(5)的侧壁呈十字通透结构，四个开口均勻分布。
4.如权利要求1所述的用于中子衍射样品原位实验的镜面高温炉装置，其特征在于 所述的椭球镜面(8)的椭球焦点位于样品附近。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的用于中子衍射样品原位实验的镜面高温炉装置， 其特征在于在所述的椭球反射保温装置的侧壁上设有冷却水进口(6、6’ )和冷却水出口 (7、7’)，从而在椭球镜面的外侧形成冷却水流路。
6.如权利要求1所述的用于中子衍射样品原位实验的镜面高温炉装置，其特征在于 所述的支撑杆(3)共有三根，均勻的分布在以坩埚(5)的中心位置为圆心的圆周上。
7.如权利要求1所述的用于中子衍射样品原位实验的镜面高温炉装置，其特征在于 在所述的样品附近设有温度传感器。
专利摘要本实用新型涉及中子衍射样品原位实验技术，具体涉及一种用于中子衍射样品原位实验的镜面高温炉装置。其结构包括上、下两个椭球反射保温装置，椭球反射保温装置中设有椭球镜面，其中，所述的上、下两个椭球反射保温装置之间通过若干根支撑杆连接，用于放置样品的坩埚通过水平支架设置在若干根支撑杆所围成的空间中，坩埚设有加热装置。本实用新型所提供的镜面高温炉装置的中间部分采用支撑杆支撑连接，保证了中子束流进入和穿出样品的路径通透，减少了中子束流的吸收衰减。
文档编号F27B17/02GK202126179SQ201120221678
公开日2012年1月25日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者刘蕴韬, 吴展华, 孙凯, 张莉, 李天富, 李峻宏, 李眉娟, 杨浩智, 梁峰, 焦学胜, 王子军, 王洪立, 肖红文, 胡瑞, 陈东风, 韩松柏, 高建波 申请人:中国原子能科学研究院