本發(fā)明屬于中子散（衍）射應(yīng)用中的環(huán)境加載技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于中子散射實驗中金屬鈹?shù)氖覝亓W(xué)加載裝置。

背景技術(shù)：

金屬鈹是一種戰(zhàn)略性、關(guān)鍵性材料，在航空航天和核能等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。中子散射技術(shù)具有無損檢測和深穿透特性，可對材料的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)、界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)部缺陷、應(yīng)力分布等特性進(jìn)行直接測量。在利用中子散射技術(shù)對金屬鈹進(jìn)行力學(xué)加載實驗測量時，金屬鈹樣品會在斷口處產(chǎn)生少量鈹粉末，而鈹粉末屬于劇毒物質(zhì)，質(zhì)量輕、易漂浮在空氣中，實驗人員如果吸入或接觸鈹粉會引起呼吸道炎癥、肺部纖維化等急慢性鈹病，同時鈹粉末還具有一定的致敏性和致癌性，所以加載實驗時需進(jìn)行可靠的密封防護(hù)。

目前，一方面由于國內(nèi)中子散（衍）射技術(shù)正處于起步階段，相關(guān)的環(huán)境加載設(shè)備的設(shè)計較少，另一方面由于金屬鈹粉末屬于劇毒物質(zhì)，需要進(jìn)行全面防護(hù)，對環(huán)境設(shè)備要求極高，因此從事金屬鈹實驗的單位和個人也較少，特別是利用中子散射技術(shù)進(jìn)行金屬鈹力學(xué)加載測試的實驗更少，國內(nèi)尚無相關(guān)裝置報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于中子散射實驗中金屬鈹?shù)氖覝亓W(xué)加載裝置。

本發(fā)明的用于中子散射實驗中金屬鈹?shù)氖覝亓W(xué)加載裝置，其特點(diǎn)是，所述的裝置包括密封罩、伸縮連接組件、真空系統(tǒng)組件；所述的密封罩包括密封腔體、入射窗口板、出射窗口板、密封蓋、密封環(huán)，所述的伸縮連接組件包括加載桿、波紋管、密封法蘭、樣品夾具、銷釘，所述的真空系統(tǒng)組件包括抽真空轉(zhuǎn)換接頭、真空壓力表；所述的密封腔體上開設(shè)中子入射孔、中子出射孔，頂部開設(shè)樣品裝入孔，兩側(cè)開設(shè)伸縮加載孔，密封蓋上開設(shè)抽真空孔、真空壓力表孔；其連接關(guān)系是，入射窗口板、出射窗口板依次固定在密封腔體的中子入射孔、中子出射孔的外部，伸縮連接組件分別固定在伸縮加載孔內(nèi)部，密封蓋固定在密封腔體的樣品裝入孔外部，抽真空轉(zhuǎn)換接頭、真空壓力表依次固定在密封蓋的抽真空孔、真空壓力表孔內(nèi)部；樣品夾具與加載桿固定連接，波紋管一端安裝在伸縮加載孔內(nèi)部密封連接，樣品夾具安裝在波紋管內(nèi)部，其中靠近樣品一端通過密封法蘭與波紋管固定連接，樣品安裝在樣品夾具上，通過銷釘固定連接。

所述的密封腔體為一長方體，采用鋁合金制作。

所述的入射窗口板、出射窗口板采用藍(lán)寶石制作。

所述的密封蓋采用鋁合金制作，密封環(huán)采用硅膠制作。

所述的加載桿、樣品夾具采用高強(qiáng)度合金制作，材料抗拉強(qiáng)度不小于1000mpa。

所述的波紋管選用塑料波紋管，其拉伸壓縮變形量不小于30mm，

所述的密封法蘭采用聚四氟乙烯制作。

所述的銷釘采用不銹鋼制作。

所述的抽真空轉(zhuǎn)換接頭為單向抽真空轉(zhuǎn)換接頭，通過軟管連接真空泵進(jìn)行抽真空。

所述的真空壓力表顯示密封腔體內(nèi)氣體壓力，量程為-0.1mpa至0。

本發(fā)明的用于中子散射實驗中金屬鈹?shù)氖覝亓W(xué)加載裝置，利用伸縮連接組件中波紋管的伸縮特性，能夠保證樣品在密封腔體內(nèi)基于負(fù)壓狀態(tài)下實現(xiàn)一定位移量的力學(xué)加載，利用真空壓力表實時顯示密封腔內(nèi)的氣體壓力，可確保樣品斷裂后產(chǎn)生的金屬鈹粉末不會泄露到密封腔外，能夠有效防止實驗人員受到金屬鈹粉末危害的風(fēng)險。

本發(fā)明的用于中子散射實驗中金屬鈹?shù)氖覝亓W(xué)加載裝置適用于需要利用中子散射技術(shù)進(jìn)行密封防護(hù)的金屬樣品的室溫力學(xué)加載實驗，具有結(jié)構(gòu)簡單易于搭建、性能安全可靠的特點(diǎn)，配合中子散（衍）射譜儀使用，能夠較為準(zhǔn)確地獲得材料深度范圍內(nèi)宏觀應(yīng)力、微觀應(yīng)力、晶間應(yīng)力等三類應(yīng)力分布數(shù)據(jù)，研究內(nèi)應(yīng)力存在對材料微觀結(jié)構(gòu)單元的影響，并且通過對應(yīng)力/應(yīng)變場分布變化的分析，研究材料微觀形變機(jī)制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的用于中子散射實驗中金屬鈹?shù)氖覝亓W(xué)加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖（主視圖）；

圖2為本發(fā)明的用于中子散射實驗中金屬鈹?shù)氖覝亓W(xué)加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖（正視圖）；

圖3為本發(fā)明的用于中子散射實驗中金屬鈹?shù)氖覝亓W(xué)加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖（側(cè)視圖）；

圖中，1.密封腔體2.入射窗口板3.出射窗口板4.密封蓋5.密封環(huán)6.加載桿7.波紋管8.密封法蘭9.樣品夾具10.銷釘11.抽真空轉(zhuǎn)換接頭12.真空壓力表。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實施例1

如圖1、2、3所示，本發(fā)明的用于中子散射實驗中金屬鈹?shù)氖覝亓W(xué)加載裝置包括所述的裝置包括密封罩、伸縮連接組件、真空系統(tǒng)組件；所述的密封罩包括密封腔體1、入射窗口板2、出射窗口板3、密封蓋4、密封環(huán)5，所述的伸縮連接組件包括加載桿6、波紋管7、密封法蘭8、樣品夾具9、銷釘10，所述的真空系統(tǒng)組件包括抽真空轉(zhuǎn)換接頭11、真空壓力表12；所述的密封腔體1上開設(shè)中子入射孔、中子出射孔，頂部開設(shè)樣品裝入孔，兩側(cè)開設(shè)伸縮加載孔，密封蓋4上開設(shè)抽真空孔、真空壓力表孔；其連接關(guān)系是，入射窗口板2、出射窗口板3依次固定在密封腔體1的中子入射孔、中子出射孔的外部，伸縮連接組件分別固定在伸縮加載孔內(nèi)部，密封蓋4固定在密封腔體1的樣品裝入孔外部，抽真空轉(zhuǎn)換接頭11、真空壓力表12依次固定在密封蓋4的抽真空孔、真空壓力表孔內(nèi)部；樣品夾具9與加載桿6固定連接，波紋管7一端安裝在伸縮加載孔內(nèi)部密封連接，樣品夾具9安裝在波紋管7內(nèi)部，其中靠近樣品一端通過密封法蘭8與波紋管7固定連接，樣品安裝在樣品夾具9上，通過銷釘10固定連接。

所述的密封腔體1為一長方體，采用2a12-f鋁合金制作。

所述的入射窗口板2、出射窗口板3采用藍(lán)寶石制作。

所述的密封蓋4采用2a12-f鋁合金制作，密封環(huán)5為橡膠環(huán)。

所述的加載桿6、樣品夾具9采用鎳基高溫合金制作，材料抗拉強(qiáng)度不小于1100mpa。

所述的波紋管7選用塑料波紋管，其拉伸壓縮變形量不小于32mm，

所述的密封法蘭8采用聚四氟乙烯制作。

所述的銷釘10采用1cr18ni9ti不銹鋼制作。

所述的抽真空轉(zhuǎn)換接頭11為單向抽真空轉(zhuǎn)換接頭，通過軟管連接真空泵進(jìn)行抽真空。

所述的真空壓力表12顯示密封腔內(nèi)氣體壓力，量程為-0.1mpa至0。

本發(fā)明的用于中子散射實驗中金屬鈹?shù)氖覝亓W(xué)加載裝置工作過程如下：打開密封蓋4，安裝樣品夾具9，利用銷釘10固定實驗樣品與樣品夾具9，通過密封法蘭8螺栓固定波紋管7和樣品夾具9，連接樣品夾具9和加載桿6，調(diào)整樣品位置和方向，安裝密封蓋4，通過螺栓進(jìn)行固定，在密封蓋4上連接抽真空轉(zhuǎn)換接頭11和真空壓力表12，通過軟管連接抽真空轉(zhuǎn)換接頭11與真空泵，將密封腔體1內(nèi)氣體壓力抽至-0.1mpa，進(jìn)行力學(xué)加載時注意觀察真空壓力表12，確保壓力為負(fù)壓，樣品斷裂后，分別斷開與拉伸機(jī)、真空泵的連接，將裝置整體移至外部的手套箱內(nèi)進(jìn)行濕法除塵后處理。

本發(fā)明不局限于上述具體實施方式，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員從上述構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。