一种用于小角X射线散射测量的样品旋转装置的制作方法

本实用新型涉及X射线散射实验技术领域，具体而言，涉及一种用于小角X射线散射测量的样品旋转装置。

背景技术：

小角X射线散射(Small Angle X-Ray Scattering，SAXS)是在纳米尺度上研究物质几何结构的一种物理手段，广泛应用于各向同性和各向异性结构材料研究。对于各向异性样品，若要测量某个方向上的一维散射曲线，通常需要对样品进行在垂直于光束的平面内进行适当旋转，以便使相应的图像位于光斑的垂直方向，从而获得最佳的空间分辨率和最小散射角度。传统的使用样品旋转装置实现上述操作，但是传统的样品旋转装置没有加热和拉伸功能，因此，不能用来研究材料在热处理条件下的结构演变和材料在应变下的结构演变，因而在原位研究材料在复杂加工过程中的材料结构与性能关系上具有局限性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于小角X射线散射测量的样品旋转装置，上述装置能够在测量的过程中同时对材料进行加热和拉伸，因而能够原位研究材料在热处理和应变条件下的结构演变。上述用于小角X射线散射测量的样品旋转装置在材料应变条件下同时对材料施加加热处理，能够原位研究材料在复杂加工过程中的材料结构与性能关系，具有跨结构尺度、多可控变量等优点。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种用于小角X射线散射测量的样品旋转装置，其包括旋转装置、与旋转装置连接的加热装置、与旋转装置连接的拉伸装置，以及控制器，控制器连接至旋转装置和拉伸装置；

旋转装置包括外壳、设置在外壳内的第一齿轮和第二齿轮、设置在外壳外侧且转轴穿过外壳与第一齿轮连接的第一电机、与第二齿轮连接的轴承、与外壳配合且设置有安装孔的盖板、设置在安装孔且与轴承固定连接的旋转台和设置在旋转台上的样品台，第一齿轮和第二齿轮外齿合，且第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径，第二齿轮、轴承和旋转台同轴心，拉伸装置与旋转台连接，加热装置与样品台连接；

拉伸装置包括对称设置在样品台两侧的第一固定装置和第二固定装置、两个垂直连接至第一固定装置两端的左旋螺杆、两个垂直连接至第二固定装置两端的右旋螺杆、两个连接左旋螺杆和右旋螺杆的连接部、连接至左旋螺杆的驱动装置。

进一步地,在本实用新型较佳的实施例中，上述第一固定装置和第二固定装置均包括与旋转台滑动连接的底座和固定板，底座通过螺钉与固定板可拆卸连接，待测样品固定在底座和固定板之间。

进一步地,在本实用新型较佳的实施例中，上述底座的两端开设有垂直于底座延伸方向的螺纹孔，左旋螺杆或右旋螺杆通过螺纹孔与底座连接。

进一步地,在本实用新型较佳的实施例中，上述驱动装置包括第二电机，第二电机的转轴连接至左旋螺杆。

进一步地,在本实用新型较佳的实施例中，上述加热装置包括温度传感器、电加热棒和控温箱，控温箱的进口连接温度传感器，控温箱的出口连接电加热棒，温度传感器和电加热棒均设置在样品台上。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型的用于小角X射线散射测量的样品旋转装置能够在测量的过程中同时对材料进行加热和拉伸，实现原位研究材料在热处理和应变的复杂加工过程中的材料的结构演变和性能关系，具有跨结构尺度、多可控变量等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例用于小角X射线散射测量的样品旋转装置和待测样品的结构示意图；

图2为本实用新型实施例旋转装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例加热装置、拉伸装置、样品台的结构示意图。

图标：100-用于小角X射线散射测量的样品旋转装置；110-旋转装置；130-加热装置；140-拉伸装置；150-控制器；190-待测样品；111-外壳；112-第一齿轮；113-第二齿轮；114-第一电机；115-轴承；116-盖板；117-旋转台；118-样品台；121-凹槽；122-安装孔；131-温度传感器；132-电加热棒；133-控温箱；141-第一固定装置；142-第二固定装置；143-左旋螺杆；144-右旋螺杆；145-连接部；146-底座；147-固定板；148-第二电机。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

请参照图1，本实施例提供一种用于小角X射线散射测量的样品旋转装置100，其包括旋转装置110、加热装置130、拉伸装置140和控制器150。上述加热装置130设置在旋转装置110上，用于检测并加热待测样品190的温度。用于拉伸待测样品190的拉伸装置140也设置在上述旋转装置110上。控制器150连接至旋转装置110和拉伸装置140，用以控制二者的工作。

请参照图2，旋转装置110包括外壳111、第一齿轮112、第二齿轮113、第一电机114、轴承115、盖板116、旋转台117和样品台118。上述外壳111和盖板116配合形成空腔，第一齿轮112、第二齿轮113和轴承115设置在上述空腔中。其中，第一齿轮112和第二齿轮113外齿合，且靠近外壳111。轴承115的部分套设在第二齿轮113的凹槽121中。盖板116上设置有安装孔122，旋转台117设置在安装孔122中并与轴承115固定连接。样品台118固定设置在旋转台117上。第一电机114的转轴与第一齿轮112的中心轴连接。第二齿轮113、轴承115和旋转台117同轴心。第一齿轮112的直径小于第二齿轮113的直径。第一电机114转动带动第一齿轮112旋转，第二齿轮113对第一齿轮112的旋转进行放大。当第一齿轮112转过一个较大的角度时，由于第一齿轮112的直径远远小于第二齿轮113，因而第二齿轮113转过一个较小的角度。第二齿轮113进而带动轴承115、旋转台117转动，由于第二齿轮113、轴承115和旋转台117三者同轴，三者转过的角度相同。第一电机114与控制器150连接，进而控制旋转装置110的旋转。旋转装置110能够带动待测样品190在垂直于光束的平面内进行适当旋转，从而获得最佳的空间分辨率和最小的散射角度，方便获得各向异性样品的一维散射曲线。

请参照图1和图3，加热装置130包括温度传感器131、电加热棒132和控温箱133。控温箱133的进口连接温度传感器131，出口连接电加热棒132。温度传感器131和电加热棒132均设置在样品台118上。

请继续参照图1和图3，拉伸装置140包括第一固定装置141、第二固定装置142、两个左旋螺杆143、两个右旋螺杆144、连接部145和驱动装置。第一固定装置141和第二固定装置142对称设置在样品台118两侧。两个左旋螺杆143分别垂直连接至第一固定装置141的两端。两个右旋螺杆144分别垂直连接至第二固定装置142的两端。每组左旋螺杆143和右旋螺杆144之间通过连接部145连接。驱动装置连接至左旋螺杆143。请继续参照图3，第一固定装置141和第二固定装置142均包括与旋转台117滑动连接的底座146和固定板147。底座146通过螺钉与固定板147可拆卸连接。使用时，待测样品190固定在底座146和固定板147之间。底座146的两端开设有垂直于底座146延伸方向的螺纹孔，左旋螺杆143或右旋螺杆144通过螺纹孔与底座146连接。驱动装置包括两个第二电机148，上述第二电机148的转轴连接至左旋螺杆143。第二电机148与控制器150连接，通过控制器150开启第二电机148时，左旋螺杆143在第二电机148的带动下转动，在左旋螺杆143和右旋螺杆144的带动下，第一固定装置141和第二固定装置142向不同的方向移动，从而实现待测样品190的拉伸或收缩。

综上，本实用新型提供一种用于小角X射线散射测量的样品旋转装置，上述装置能够在测量的过程中同时对材料进行加热和拉伸，实现原位研究材料在热处理和应变的复杂加工过程中的材料的结构演变和性能关系，具有跨结构尺度、多可控变量等优点。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。