本发明专利技术提供的是一种中子散射静电悬浮器，包括样品腔和仪器腔，其样品腔与仪器腔密封连接后，形成密闭的样品真空腔室，样品真空腔室的壁上开设有多个连通样品真空腔室内外的窗口，且样品真空腔室内设有实现样品静电悬浮的样品工位；样品腔与仪器腔密封连接后，整体安装于散裂中子源谱仪内后，样品真空腔室的外壁与散裂中子源谱仪的内壁形成散射腔；散射腔为真空腔环境或者大气环境；样品腔的顶部与仪器腔的底部对接密封连接，连接后仪器腔与样品腔之间内部贯通形成中空柱状的样品真空腔室。本发明专利技术通过样品腔和仪器腔均采用模块化设计，通过模块的组合配置，可以实现不同的光学设备和反射镜组件的安装组合，满足各种样品的照射需求。求。求。
【技术实现步骤摘要】
一种中子散射静电悬浮器
[0001]本专利技术涉及散裂中子源谱仪的
，尤其涉及一种用于散裂中子源谱仪的散射腔内的中子散射静电悬浮器。
技术介绍
[0002]中子散射静电悬浮器是实现工程材料无容器环境下中子散射原位测量、多物性测量的光机电一体化集成装置。静电悬浮技术利用静电场中带电荷样品受到的库仑力来抵消重力，实现微重力、无容器的环境。无容器的环境消除了容器壁引起的污染、凝固过程异质形核作用和热输运的影响，尤其有利于工程材料熔体的深过冷现象研究，对工程材料尤其是非晶和纳米晶合金材料的研发有重要的理论和现实意义。此外，由于悬浮时不对样品产生额外的能量输入，从而可避免干扰样品的相变过程，易于结合其他非接触测量设备实现样品的热物性测量。应用于中子散射，可实现工程大试样(尤其是高温熔体)的稳定悬浮、静态和动态微观结构的原位测量。
[0003]目前，国内外所研制的静电悬浮器多用于密度、粘度等物性测量，加热激光、定位激光、观测相机、背景光源等光学设备布局在悬浮器真空腔体水平面周边，光路只能采用水平入射和出射的方式。本专利技术因应用于中子散射的悬浮器需安装至空间狭窄的散射腔体中的井道内，光学设备无法布局在悬浮器真空腔体周边，仅能布局在腔体上部，并采用垂直入射
‑
反射镜反射
‑
垂直出射的光路方式来解决目前光路只能采用水平入射和出射的缺陷。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种中子散射静电悬浮器，旨在解决现有技术中的静电悬浮器多用于密度、粘度等物性测量，加热激光、定位激光、观测相机、背景光源等光学设备布局在悬浮器真空腔体水平面周边，光路只能采用水平入射和出射的方式的缺陷。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供的一种中子散射静电悬浮器，包括样品腔和仪器腔，样品腔与仪器腔密封连接后，形成密闭的样品真空腔室，样品真空腔室的壁上开设有多个连通样品真空腔室内外的窗口，且样品真空腔室内设有实现样品静电悬浮的样品工位；
[0006]进一步的，样品腔与仪器腔密封连接后，整体安装于散裂中子源谱仪内后，样品真空腔室的外壁与散裂中子源谱仪的内壁形成散射腔。
[0007]其中，散射腔为真空腔环境或者大气环境，且散射腔与样品真空腔室之间可存在大气压差，也可以是相等大气压值。
[0008]进一步的，样品腔的顶部与仪器腔的底部对接密封连接，连接后仪器腔与样品腔之间内部贯通形成中空柱状的样品真空腔室。
[0009]进一步的，样品腔为真空环境，其底部安装有反射镜安装平台。
[0010]进一步的，窗口连接有第一通光井管，第一通光井管实现样品真空腔室内外连通。
[0011]其中，第一通光井管的轴线与水平面平行。
[0012]其中，第一通光井管的轴线与水平面呈夹角。
[0013]进一步的，窗口分为用于中子入射和出射的中子窗口、用于样品中子散射时中子的出射散射窗口、以及用于光束入射和出射的光学窗口。
[0014]进一步的，样品真空腔室外的反射镜安装平台上设置有安装底座，安装底座上安装有反射镜组件，反射镜组件包括支架和安装在支架上的反射镜。
[0015]其中，反射镜组件的支架可拆卸式连接在安装底座上，反射镜组件中的反射镜与光学窗口的位置相对应。
[0016]其中，反射镜可调节式安装在支架上，调试反射镜在支架上的位置实现反射镜与光学窗口的角度和高程相对应。
[0017]进一步的，样品真空腔室内设置有可拆卸式安装的电极装置，样品工位设于电极装置上。
[0018]进一步的，电极装置包括主电极组件、陶瓷绝缘板和若干侧电极。
[0019]进一步的，主电极组件包括上电极和下电极，下电极设置在陶瓷绝缘板的中心位置，侧电极设置在下电极的侧边，上电极、下电极和侧电极之间形成的静电场为样品工位，静电场可控制样品的静电悬浮。
[0020]其中，侧电极设有2对，分别设置于下电极的两侧。
[0021]进一步的，样品真空腔室内的底部安装有紫外灯模块，该紫外灯采用底部竖直安装的方式，用于照射静电悬浮中的样品。
[0022]进一步的，反射镜安装平台的底端设置有可拆卸式的支腿。
[0023]进一步的，仪器腔的上部安装有光学设备安装平台，以光学设备安装平台为基准，其以下的部分为散射腔环境，以上的部分为大气环境。
[0024]进一步的，光学设备安装平台上开设有多个连通光学设备安装平台内外的光路窗口，光路窗口用于光路的穿透，并通过反射镜的反射方向与光学窗口相对应。
[0025]进一步的，光路窗口连接有第二通光井管，第二通光井管实现光学设备安装平台内外连通。
[0026]进一步的，第二通光井管的轴线与水平面呈夹角，该夹角的角度为0
°
＜θ≤90
°
。
[0027]进一步的，光学设备安装平台上安装有用于安装光学设备的环形光学设备安装支架，环形光学设备安装支架可拆卸式安装在光学设备安装平台上。
[0028]进一步的，仪器腔包括主腔体和顶部腔体，顶部腔体安装在主腔体上方，主腔体上设置有至少一个分子泵预留孔，分子泵预留孔用于安装分子泵或者盲板。
[0029]本专利技术提供的一种中子散射静电悬浮器，其有益效果是：
[0030]1、本专利技术通过仪器腔上的光学设备发射光束从光路窗口入射，经过反射镜后反射到光学窗口进入样品真空腔室内，射向样品工位，实现从空间边界上满足中子散射使用静电悬浮器；
[0031]2、本专利技术通过将反射镜和支架设置于样品真空腔室的外部，可以在无需破坏真空的情况下，更方便操作反射镜的位置、角度和高程，使得多个方位的光束射入到样品真空腔室内，实现从不同的立体角度照射样品，达到均匀加热的效果；
[0032]3、本专利技术的紫外灯采用底部竖直安装的方式，用于为静电悬浮的样品补充电荷，避免了对本专利技术外周空间的占用，适应中子散射应用的空间限制；
[0033]4、本专利技术通过样品腔和仪器腔均采用模块化设计，通过模块的组合配置，可以实
现不同的光学设备和反射镜组件的安装组合，满足各种样品的照射需求；
[0034]5、本专利技术的电极组件采用上下一对的高压悬浮电极，以及2对正交布局的稳定悬浮的侧电极，使得样品能稳定的在样品工位上静电悬浮。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1为样品腔和仪器腔密封连接后的立体结构示意图；
[0037]图2为样品腔和仪器腔密封连接后，整体安装于散裂中子源谱仪内后的结构说明图，(a)是样品腔和仪器腔密封连接后，与相对应的散裂中子源谱仪的散射腔部分的结构示意图，(b)是样品腔和仪器腔密封连接后，整体安装于散裂中子源谱仪内的散本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种中子散射静电悬浮器，包括样品腔和仪器腔，其特征在于：所述的样品腔与仪器腔密封连接后，形成密闭的样品真空腔室，所述样品真空腔室的壁上开设有多个连通样品真空腔室内外的窗口，且样品真空腔室内设有实现样品静电悬浮的样品工位。2.根据权利要求1所述的一种中子散射静电悬浮器，其特征在于：所述的样品腔与仪器腔密封连接后，整体安装于散裂中子源谱仪内后，所述样品真空腔室的外壁与散裂中子源谱仪的内壁形成散射腔。3.根据权利要求2所述的一种中子散射静电悬浮器，其特征在于：所述散射腔为真空腔环境或者大气环境。4.根据权利要求1或2所述的一种中子散射静电悬浮器，其特征在于：所述样品腔的顶部与仪器腔的底部对接密封连接，连接后仪器腔与样品腔之间内部贯通形成中空柱状的样品真空腔室。5.根据权利要求4所述的一种中子散射静电悬浮器，其特征在于：所述的样品腔为真空环境，其底部安装有反射镜安装平台。6.根据权利要求1所述的一种中子散射静电悬浮器，其特征在于：所述窗口连接有第一通光井管，所述第一通光井管实现样品真空腔室内外连通。7.根据权利要求6所述的一种中子散射静电悬浮器，其特征在于：所述第一通光井管的轴线与水平面平行。8.根据权利要求6所述的一种中子散射静电悬浮器，其特征在于：所述第一通光井管的轴线与水平面呈夹角。9.根据权利要求6所述的一种中子散射静电悬浮器，其特征在于：所述窗口分为用于中子入射和出射的中子窗口、用于样品中子散射时中子的出射散射窗口、以及用于光束入射和出射的光学窗口。10.根据权利要求1或2或5或9任一项所述的一种中子散射静电悬浮器，其特征在于：所述样品真空腔室外的反射镜安装平台上设置有安装底座，安装底座上安装有反射镜组件，反射镜组件包括支架和安装在支架上的反射镜。11.根据权利要求10所述的一种中子散射静电悬浮器，其特征在于：所述反射镜组件的支架可拆卸式连接在安装底座上，反射镜组件中的反射镜与光学窗口的位置相对应。12.根据权利要求11所述的一种中子散射静电悬浮器，其特征在于：所述反射镜可调节式安装在支架上，调试反射镜在支架上的位置实现反射镜与光学窗口的角度和高程相对应。13.根据权利要求1所述的一种中子散射静电悬浮器，其特征在于：所述样品真空腔室内设置有可拆卸式安装的电极装置，所述样品工位设于电极装置上...
【专利技术属性】
技术研发人员：张锐强，梁天骄，王循理，兰司，叶凡，张俊佩，殷雯，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所香港城市大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：
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