用于制备中子散射实验无磁样品盒的钛锆合金及其应用制造技术

本申请公开了一种用于制备中子散射实验无磁样品盒的钛锆合金及其应用。本申请的用于制备中子散射实验无磁样品盒的钛锆合金的通式为TixZry，其中钛和锆的原子数比例，即x:y＝(2.08±0.1):1。本申请的钛锆合金材料，采用钛和锆的原子数比例为(2.08±0.1):1的钛锆合金，特别是钛锆合金Ti2.083Zr，使得制备的样品盒几乎不会产生干扰信号峰贡献在探测到的测试样品数据里，使得中子散射实验的数据质量更加可靠、可信。同时本申请的材料，强度大、无磁性，可批量生产并广泛应用于中子散射实验，特别是对磁性控制要求较高的实验，为中子散射技术的推广和应用奠定了基础。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及中子散射实验辅助工具领域，特别是涉及一种用于制备中子散射实验无磁样品盒的钛锆合金及其应用。
技术介绍
由于中子不带电、穿透性强、具有磁矩、对轻元素敏感、能区分同位素及邻近元素等独特的优点，使得中子散射技术在物理、化学、新能源、生命、医药、材料、工程和国家安全等科学研究和工业应用领域发挥着不可替代的作用。在中子散射实验中，测试样品可以是液体、粉末和固体等形态，大部分样品都需采用样品盒盛放和封装，然后将样品盒放置到样品台，实验过程中，中子束入射到样品盒中，通过探测器采集中子散射数据，从而可分析样品的微观结构和动力学机制。但是，盛放中子散射实验的样品盒，与一般的用于X射线实验的样品盒不同。相对于X射线来说，中子源的中子通量低，因此中子散射实验需要对背底进行严格的控制，避免各种背底信号来源对中子散射数据质量造成影响。而现有的样品盒，基本上都会有干扰信号峰贡献在探测到的样品数据里，对数据分析造成影响，从而无法准确的反映和分析测试样品的微观结构和动力学机制等信息。这在很大程度上抑制了中子散射技术的推广和应用。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种新的用于制备中子散射实验无磁样品盒的钛锆合金及其应用。本申请采用了以下技术方案：本申请公开了一种用于制备中子散射实验无磁样品盒的钛锆合金，该钛锆合金的通式为TixZry，其中钛和锆的原子数比例，即(2.08±0.1):1。需要说明的是，本申请的关键在于，创造性的提出，由钛和锆的原子数比例为(2.08±0.1):1的钛锆合金制备的中子散射实验样品盒，其干扰信号最低。特别是，在优选的方案中，钛锆合金为Ti2.083Zr时，由其制备的中子散射实验样品盒，几乎不会有干扰信号，能够有效的提高中子散射实验的数据质量，从而提出本申请。其中，(2.08±0.1):1，即1.98-2.18:1。本申请的有益效果在于：本申请的用于制备中子散射实验无磁样品盒的钛锆合金材料，采用钛和锆的原子数比例为(2.08±0.1):1的钛锆合金，特别是钛锆合金Ti2.083Zr，使得制备的样品盒几乎不会产生干扰信号峰贡献在探测到的测试样品数据里，使得中子散射实验的数据质量更加可靠、可信。同时本申请的材料，强度大、无磁性，可批量生产并广泛应用于中子散射实验，特别是对磁性控制要求较高的实验，为中子散射技术的推广和应用奠定了基础。附图说明图1是本申请实施例中钛锆合金相干散射长度为零时的散射图谱模拟示意图；图2是本申请实施例中相干散射长度非零的CeO2材料的散射图谱模拟示意图。具体实施方式本申请的关键在于创造性的发现，钛锆合金，特别是原子数比例为(2.08±0.1):1的钛锆合金，所制备的样品盒，其干扰信号最低；尤其是Ti2.083Zr钛锆合金，所制备的样品盒几乎没有干扰信号。经过研究分析认为，本申请的原子数比例为(2.08±0.1):1的钛锆合金之所以可以用于制备中子散射实验样品盒，其关键在于，原子数比例(2.08±0.1):1的钛锆合金相干散射最低，特别是Ti2.083Zr，其中子相干散射长度为零，因此，将其制成中子散射实验样品盒时，其散射信号可以很容易的被处理，不会产生干扰信号。相反的，其它常规材料产生的散射信号会出现不同的衍射峰，具有相干散射，因此大大影响探测到的测试样品数据。下面通过具体实施例对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。实施例本例的用于制备中子散射实验样品盒的材料为Ti2.083Zr，其制备方法如下：分别称取99.71g的钛金属粉末和91g的锆金属粉末，混匀，熔炼呈棒材，即获得本例的用于制备中子散射实验样品盒的钛锆合金材料。将本例制备的Ti2.083Zr材料，按照具体的使用需求，制备成适合尺寸的样品盒。根据美国国家标准与技术研究院公布的中子散射长度和截面数据，经计算本例制备的钛锆合金Ti2.083Zr，其所制备的样品盒，中子相干散射长度为零。利用蒙特卡罗模拟软件Vitess，模拟计算相干散射长度为零时的散射图谱，结果如图1所述，本例制备的相干散射长度为零的Ti2.083Zr材料只会出现无峰、强度低、易处理的非相干散射谱，不会对测试样品的数据分析造成影响，从而使中子散射实验的数据质量更加可靠、可信。并且，Ti2.083Zr材料是无磁性的，且强度大，特别适合于制备对磁性环境控制严格的无磁样品盒。另外，本例采用相干散射长度非零的CeO2材料作为对比分析，其散射图谱如图2所示，此类材料相干散射出现不同的衍射峰，这会影响测试样品的数据分析。通过对图1和图2的效果进行对比，可见，本例制备的钛锆合金Ti2.083Zr，可以有效降低样品盒对中子散射数据的影响。需要说明的是，本例的Ti2.083Zr，即钛和锆的原子数比例为2.083:1的钛锆合金，其中子相干散射长度为零，是制备中子散射实验样品盒的最佳材料；可以理解，在实际的钛锆合金制备过程中，该比例很难达到100％的精准，因此，经实验和分析认为，只要钛和锆的原子数比例在(2.08±0.1):1的范围内，都可以作为制备中子散射实验样品盒的材料。以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属
的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备中子散射实验无磁样品盒的钛锆合金，其特征在于：所述钛锆合金的通式为TixZry，其中钛和锆的原子数比例，即x:y＝(2.08±0.1):1。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备中子散射实验无磁样品盒的钛锆合金，其特征在于：所述钛锆合金的通式为TixZry，其中钛和锆的原子数比例，即x:y＝(2.08±0.1):1。2.根据权利要求1所述的钛锆合金，其特征在于：所述钛锆合金为Ti2.083Zr。3.根据权利要求1或2所述的钛锆合金在中子散射实验中的应用。4.一种用于中子...

【专利技术属性】
技术研发人员：何伦华，陈洁，康乐，罗平，卢怀乐，
申请(专利权)人：东莞中子科学中心，
类型：发明
国别省市：广东;44