X射線全散射原子對分布函數(shù)（Pair Distribution Function,PDF）技術(shù)是一種極具特色和優(yōu)勢的的三維的原子、納米尺度（可到幾百A）上的材料局域結(jié)構(gòu)研究手段,在材料科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。國際上的一些全散射PDF裝置已經(jīng)具備了變溫、變壓功能,而在與磁場相結(jié)合方面尚屬空白。本論文來源于中國科學(xué)院科研裝備研制項目“強磁場下X射線全散射裝置研制”,主要內(nèi)容是擬研制一套強磁場下X射線全散射系統(tǒng),實現(xiàn)變溫（5-300K）、變磁場（0-10T）條件下的高精度X射線全散射PDF（對應(yīng)局域結(jié)構(gòu)）和X射線衍射（對應(yīng)平均結(jié)構(gòu)）測試功能。本論文首先在充分調(diào)研國內(nèi)外的基礎(chǔ)上,完成了對X射線全散射裝置及變溫樣品桿的選型。選擇了布魯克公司的D8 discover測角儀作為實驗平臺。該平臺技術(shù)成熟,具有大的衍射圓半徑,且測角儀至衍射圓距離較大。其次建成了兼容X射線全散射系統(tǒng)和10T分離線圈超導(dǎo)磁體的低溫恒溫器系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括低溫樣品腔、G-M制冷機、氦氣罐、干泵、溫控儀、流量計以及三維移動平臺等部件。最后根據(jù)X射線衍射測量裝置對磁場的物理要求來設(shè)計具有廣角光學(xué)窗口的超導(dǎo)磁體。該超導(dǎo)磁體采... 

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 強磁下材料研究的意義
    1.3 國內(nèi)外強磁場下X射線測試現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
    1.4 國內(nèi)外強磁場下X射線裝置簡介
    1.5 類似X射線裝置所用超導(dǎo)磁體技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.6 本文研究主要內(nèi)容
    1.7 本章小結(jié)
第2章 10-T強磁場下X射線全散射裝置的總體設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 10-T強磁場下X射線全散射裝置技術(shù)路線
    2.3 10-T超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的總體設(shè)計
    2.4 X射線全散射裝置的選型
        2.4.1 X射線全散射裝置的原理
        2.4.2 X射線全散射裝置的參數(shù)設(shè)計
        2.4.3 X射線全散射裝置的選型與測試
    2.5 X射線全散射裝置低溫樣品桿的設(shè)計
    2.6 本章小結(jié)
第3章 多線圈超導(dǎo)磁體高精度磁場計算方法
    3.1 引言
    3.2 數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 級數(shù)展開法
        3.2.2 橢圓積分法
        3.2.3 其它計算方法
    3.3 軟件計算程序概況
        3.3.1 程序運算基本原理圖
        3.3.2 兩個計算程序的計算結(jié)果比對
        3.3.3 程序效率對比及優(yōu)化方式
        3.3.4 程序運算精度
    3.4 收斂性分析和奇點規(guī)避
        3.4.1 級數(shù)展開法收斂性分析
        3.4.2 橢圓積分法奇點剔除
        3.4.3 磁場最大梯度值及其方向的確定
    3.5 本章小結(jié)
第4章 X射線全散射裝置中超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 超導(dǎo)磁體系統(tǒng)中磁體的設(shè)計
        4.2.1 超導(dǎo)磁體磁體設(shè)計參數(shù)
        4.2.2 超導(dǎo)磁體的自感、互感計算
        4.2.3 超導(dǎo)磁體的力學(xué)分析
        4.2.4 超導(dǎo)磁體的失超保護裝置
    4.3 超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的低溫系統(tǒng)設(shè)計
        4.3.1 超導(dǎo)磁體杜瓦結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.3.2 超導(dǎo)磁體杜瓦漏熱計算
        4.3.3 超導(dǎo)磁體電流引線漏熱計算
        4.3.4 超導(dǎo)磁體杜瓦用GM制冷機的選型
    4.4 超導(dǎo)磁體系統(tǒng)高溫超導(dǎo)電流引線的設(shè)計
        4.4.1 高溫超導(dǎo)簡介
        4.4.2 電流引線的設(shè)計
        4.4.3 電流引線安裝步驟
        4.4.4 電流引線測試
    4.5 超導(dǎo)磁體直流開關(guān)電源的選型
    4.6 本章小結(jié)
第5章 密繞型高場Nb_3Sn超導(dǎo)磁體的制作工藝預(yù)研
    5.1 引言
    5.2 Nb_3Sn線材簡介
    5.3 Nb_3Sn超導(dǎo)股線的絕緣工藝
    5.4 Nb_3Sn超導(dǎo)磁體骨架的絕緣工藝
    5.5 Nb_3Sn超導(dǎo)磁體VPI工藝
    5.6 Nb_3Sn超導(dǎo)試驗磁體制作工藝的預(yù)研
        5.6.1 Nb_3Sn超導(dǎo)試驗磁體的設(shè)計
        5.6.2 Nb_3Sn超導(dǎo)試驗磁體接頭制作工藝
        5.6.3 Nb_3Sn超導(dǎo)試驗磁體的熱處理及脫碳工藝
        5.6.4 Nb_3Sn超導(dǎo)試驗磁體試驗
    5.7 本章小結(jié)
第6章 X射線全散射裝置中超導(dǎo)磁體的研制
    6.1 引言
    6.2 超導(dǎo)磁體中分離NbTi超導(dǎo)磁體的研制
        6.2.1 分離NbTi超導(dǎo)磁體的繞制
        6.2.2 分離NbTi超導(dǎo)磁體的試驗
    6.3 超導(dǎo)磁體中分離Nb_3Sn超導(dǎo)磁體的研制
        6.3.1 分離Nb_3Sn超導(dǎo)磁體的繞制
        6.3.2 分離Nb_3Sn超導(dǎo)磁體的熱處理及固化
        6.3.3 分離Nb_3Sn超導(dǎo)磁體的試驗
    6.4 本章小結(jié)
第7章 全文總結(jié)
參考文獻
附件—源程序代碼
    級數(shù)展開法計算圓形電流
    橢圓積分法計算圓形電流
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與專利


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3654635