摘要：为提高应力谱仪样品处的中子注量率,对垂直聚焦单色器进行了优化设计。应用蒙特卡罗模拟程序MCSTAS对中子衍射应力谱仪的垂直聚焦Ge(511)单色器进行优化计算,得到了垂直聚焦单色器的高度与单晶片之间的倾角等参数的最佳值。然后,对比分析了在垂直聚焦单色器与平板单色器两种情况下样品处的中子注量率。最后,讨论了单色器起飞角对谱仪分辨率的影响。计算结果表明:单色器尺寸为50 mm×150 mm;垂直单色器在样品台中心位置的中子注入量是平板单色器的4.99倍,表明利用垂直单色器可以显著提高应力谱仪样品处的中子注量率。

摘要：中子衍射依托中子源大科学装置,能够非破坏性地获取材料内部微结构的统计信息,是建立物质微观、介观和宏观结构与性能内在联系的重要表征手段,同时也是航空发动机涡轮盘/叶片、反应堆压力容器等重大技术与装备关键部件内部残余应力定量无损评价的重要方法。本文简要介绍了中子衍射技术测量原理和基本方法,阐述了该技术在材料基础与前沿探索的研究进展,评述了其在工程构件设计、制造、服役及安全评估中的地位与作用。基于新材料和新工艺开发的共性需求,展望了中子衍射技术跨尺度、多参量分析的开发潜力,及其未来在高通量表征中的发展方向。

摘要：巴黎-爱丁堡压机(Paris-Edinbrugh press)因具有大体积样品、便携、结构简单等优点,被广泛应用于中子源进行高压原位中子衍射实验.但因单轴加压而导致封垫和组装不断沿径向向外流动的特点,给高压下组装的加热效率、保温效果、上下压砧的绝缘及热电偶连接等方面带来困难,从而使得巴黎-爱丁堡压机在高压下的温度加载非常具有挑战性.本文通过对高温高压组装的结构进行优化设计,提高了组装的加热效率和保温效果.通过对热电偶引线方式的优化,实现了高压下温度的直接测量.设计的HPT-3组装和HPT-3.5组装在高压下的温度加载最高可分别达到2000 K和1500 K,并且二者较大的样品尺寸满足中子衍射实验的需求.原位高温高压中子衍射实验结果说明,HPT-3组装在压力8.5 GPa、温度1508 K的条件下可以获得高质量的样品的中子衍射谱,同时该结果也进一步验证了所设计组装的良好稳定性.

摘要：中子衍射技术作为研究多晶材料内部织构的标准技术之一,在众多领域具有广泛应用。中子织构衍射仪目前已成为中子散射实验室的常规谱仪。针对国内织构测量分析需求而建的中子织构衍射仪作为中国先进研究堆首批建设谱仪之一,现已完成设计、建造和初步调试工作。本文结合谱仪建造的实际工作,较系统地介绍了中子织构衍射仪的测量原理与优势,以及中国先进研究堆中子织构衍射仪的特点、基本组成、性能指标和调试情况。

摘要：在核工业领域中,有些工程部件在服役过程中会诱发产生一定的放射性,具有放射性的样品在中子残余应力测试过程中首先要考虑辐射安全的问题。基于中子衍射实验技术和辐射安全要求,提出了一种反应堆监督样品中子残余应力测试分析的实验方法和流程。根据该方法和流设计加工了一套实用的屏蔽装置。该装置可以有效屏蔽样品的核辐射,满足一定辐射剂量的安全要求,同时满足中子衍射三维残余应力测量的基本实验要求。

摘要：配合中国工程物理研究院的中子衍射应力谱仪开展形状记忆材料的相关研究，设计了一套原位温度加载系统。该系统可为测量样品提供25～800℃温度环境，温度控制器采用大林改进算法，有效地消除了温度过冲问题。该系统已开展了多次带束测试，结果表明其结构设计适用于中子衍射实验，温度控制在上升阶段无超调、稳态误差为±1℃．满足形状记忆材料的温度加载实验要求。

摘要：为提高样品处入射中子束强度,满足高分辨和小体积标样测量的需要,应用MCSTAS软件对中国先进研究堆上应力测量中子衍射谱仪的核心部件垂直聚焦单色器进行模拟和优化设计,得到了单色器在不同起飞角下的最佳聚焦条件,即所需的曲率半径和相邻单晶条之间的最佳倾角。在此条件下,可获得相对于平板单色器6～7倍的强度增益,样品处中子注量率达107cm^-2·s^-1以上。在使用聚焦单色器的情形下,对标准的α-Fe多晶样品在无应变、拉应变和压应变下的（211）衍射峰进行了模拟。结果表明：该谱仪的分辨水平至少能测量500με以上的应变,且应变测量最高精度约为20με。

摘要：极端环境服役材料的研发一直是航空航天等国家战略发展的“瓶颈”,不同环境因素会影响材料的性能。中子由于其强穿透性、轻元素敏感等特点,可与同步辐射技术互为补充,运用原位装置还原材料在真实工况条件下的受力变形过程,并利用中子探针原位观察材料在服役条件下晶格应变、织构、相变和残余应力的演化。多个国家的中子谱仪均配备了不同的原位拉伸装置,实现在不同的加载环境下对样品进行原位应力加载,对样品材料的微观结构进行测试分析,能够解决材料工程领域的重要科学机理问题,进而推动材料的发展应用。介绍了国内外不同中子源谱仪原位拉伸装置的情况,重点阐述了应用于中子衍射技术的多场耦合原位拉伸装置的设计原理与结构特点,凸显了工程材料研究的发展方向。

摘要：中国绵阳研究堆(CMRR)建有一台专门的高压中子衍射谱仪(凤凰),用于高压科学研究。对聚焦单色器和导管升级后,凤凰谱仪的束流通量大幅度提高。基于凤凰谱仪,建立并发展了一系列高压中子技术,包括:气体压腔、活塞圆筒型压腔、紧固型压腔、标准巴黎-爱丁堡压机(VX4型)、带加热和水冷系统的两面顶压机(HP3-1500)、及压机的调节与定位系统。通过对高温高压样品腔体组装的优化设计,原位中子衍射的温度和压力最高达到34 GPa和1500℃。建立的高压中子衍射技术已成功应用于高压溶解度测量、含能材料结构表征、高压聚合反应等方面的研究。

摘要：针对高分辨粉末中子衍射谱仪,采用现场可编程门阵列(FPGA)和C8051F060芯片实现了中子衍射数据采集与处理系统的设计;系统可对64路不同方向的中子同时进行计数,获得测量粉末样品的中子衍射谱;同时,为了获得多路计数器良好的一致性,系统利用C8051F060自身集成的ADC模块复用于64路中子多道脉冲幅度分析进行多路标定;实验表明:该系统能够准确地对64路衍射中子信号进行计数,每路计数率最高为106,具有较高的应用价值。