用于原位中子衍射的大腔体静高压技术研究

本项目将研究适用于原位子中子衍射的大腔体静高压加载和系统集成技术,包括压力与温度的控制及样品封装、中子束的聚焦与准直、衍射样品的精确定位与控制、中子衍射光路的设计、衍射信号的采集及背底消除等,建立具有可控压力(0-10 GPa)和温度(100-1000 K) 、大腔体(样品尺寸约10 mm)的原位中子衍射高压装置设计方案和测试技术,为实现高压及高/低温样品环境原位中子衍射实验研究平台提供技术基础。研发和设计的平台及配套技术可以使样品在高压和高/低温的环境下进行原位中子衍射，从而可开展对国防材料（包括核材料、重金属材料、炸药材料）、能源材料（储氢材料与气水合物等）、非晶态材料（如玻璃、熔体等）与纳米材料等在高压下的结构、性能及行为的研究，并将在广阔的科学领域发挥作用。

通过本项目研究开发了适用于原位子中子衍射的大腔体静高压加载和系统集成技术，包括压力与温度的控制、样品封装、中子束的聚焦与准直、衍射样品的精确定位与控制、中子衍射光路的设计、衍射信号的采集及背底消除等，建立了具有可控压力(0-10 GPa)和温度(100-1000 K) 、大腔体(样品尺寸约10 mm)的原位中子衍射高压装置设计方案和测试技术，为实现高压及高/低温样品环境原位中子衍射实验研究提供了技术基础。研发和设计的平台及配套技术可以使样品在高压和高/低温的环境下进行原位中子衍射，从而可开展对国防材料（包括核材料、重金属材料、炸药材料）、能源材料（储氢材料与气水合物等）、非晶态材料（如玻璃、熔体等）与纳米材料等在高压下的结构、性能及行为的研究，并将在广阔的科学领域发挥作用。项目针对中国工程物理研究院中子堆源，完成了用于原位子中子衍射的大腔体静高压系统的设计方案，并研制了一套用于高压原位中子衍射的的对顶砧大腔体静高压装置，已交付给中国工程物理研究院对口单位使用。自行制备了用于高压原位中子衍射的多晶金刚石、碳化硅、碳钨压砧10余套，并发展优化了相关技术。发表论文10余篇，其中SCI论文8篇，授权专利2项（发明及实用新型各一项），申请专利3项。