Ответственный за установки:
ЭПСИЛОН - Сиколенко Вадим Витальевич
Россия, Московская обл., г. Дубна, ул. Жолио-Кюри, 6
тел. +7 (49621) 6-40-45, 6-47-98
E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
СКАТ - Николаев Дмитрий Игоревич
Россия, Московская обл., г. Дубна, ул. Жолио-Кюри, 6
Тел. +7 (49621) 6-59-72
E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
+7 (496) 216-59-72
Внешние участники:
Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. (KIT Karlsruhe Institute of Technology, Germany)
Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. (Institute of Earth Sciences, University of Kiel, Germany)
Niko Froitzheim (University of Bonn, Germany)
Основные направления исследований:
Измерения напряжений, деформаций и текстуры в геологических, металлических и керамических образцах.
Дифрактометр для измерения деформаций и напряжения ЭПСИЛОН-МДС
В составе дифрактометра ЭПСИЛОН-МДС имеется 4-х осевой гониометр с вращением по одной оси и перемещением в трёх взаимно-перпендикулярных направлениях. Это позволяет измерять профили напряжений или шесть независимых компонентов тензора напряжения. Высокоточное позиционирование образца гарантируется применением шаговых двигателей. Возможно применение деформирующего устройства (пресса) в процессе измерения. Пресс имеет дистанционное управление и очень хорошую, для разрушения образцов, одноосную силу сжатия до 100 кН. Девять коллиматоров установлены под углами – 21°, 0°, 21°, 69°, 90°, 111°, 159°, 180°, 201° по отношению к горизонтали вокруг падающего пучка, и охватывают 2Θ диапазон 82° ≤ 2Θ ≤ 98°. Это позволяет одновременно производить измерение в девяти направлениях.
| Полная пролётная база (замедлитель-детектор): | ~107 м |
| λmax | 7.1 Å |
| λmax (используя прерыватель пучка) | 14.4 Å |
| dmax | 5.1 Å |
| dmax (спользуя прерыватель пучка) | 10.2 Å |
| Нейтроновод | Сечение: 50 мм (w) × 90 мм (h) Радиус: 13400 м Материалл покрытия: natural Ni (m = 1) Опционно: Прерыватель блокирует каждый второй импульс нейтронов |
| Детекторы: |
81 шт. × 3He отдельные трубки диаметр: 10мм длина: 120 мм |
| Коллиматоры: длина divergence of the foils 2θ-диапазон size of entrance window size of exit window |
девять радиальных коллиматоров с GdО2-покрытием |
| Спектральное разрешение Δd/d: | 4·10-3 при d ≥ 2 Å (20' коллимация) |
| Гониометр: | 4-х осевой |
| Ф-вращение: | от 0° до 360° |
| точность: | 0,0025° |
| х-, у- перемещение: | 120 мм |
| z-перемещение: | 40 мм |
| точность: | 0,0025 мм и 0.0025°, соответсвенно |
| Устройство одноосного сжатия: | F = 100 кН (150 MPa) |
| образец: | диаметр 30 мм |
| длина: | 60 мм |
| Максимальный объём образца: | 42 см3 |
| Настройка позиции образца: | по лазерному лучу |
| Управление экспериментом: | SONIX-VME измерительная система на OS-9 и X WINDOW |
Дополнительные устройства:
- система регистрации акустической эмиссии;
- лазерный тензометр, для определения деформации на поверхности;
- бокс для поддержания постоянной температуры.
Текстурный дифрактометр СКАТ
Предназначение инструмента
СКАТ - мультидетекторный дифрактометр, содержащиё три независимые детекторные системы с разной геометрией рассеяния. Выбор оптимального угла рассеяния 2θ определяется необходимыми диапазоном межплоскостных расстояний d, разрешением Δd/d и требованиями аппаратуры окружения образца. При необходимости, дипапзон длин волн может быть расширен за счёт использования дополнительного прерывателя пучка, блокирующего каждый второй нейтронный импульс.
Описание инструмента
СКАТ состоит из трёх кольцевых стоек, кажая из которых содержит по 19 блоков детектор-коллиматор, расположенных на углах 2θ = 65° / 90° and 135°, соответственно. Все три детекторные системы могут быть использованы раздельно, отдельные блоки детктор-коллиматор взаимозаменяемы. Выбор угла рассеяния определяет положение идентичных дифракционных пиков, поэтому нет необходимости вводить λ- и θ- коррекции.
2θ = 65° детекторная система предназначена для текстурных экспериментов с хорошим разрешением с максимальтным межплоскостным расстоянием dmax = 6.5 Å. Положение образца относительно пучка нейтронов с углом 57.5° достаточноо для построения полной полюсной фигуры.
2θ = 90° детекторная система позволяет проводить текстурные измерения с выскоим разрешенем в диапазоне межплоскостных расстояние до dmax = 5.0 Å. Угол гониометра в 45° является оптимальным для установки оборудования для экспериментов in situ.
2θ = 135° детекторная система предназначена для текстурных экспериментов с очень высоким разрешением в диапазоне межплоскостных расстояний до dmax = 3.9 Å. Две позиции гониометра (Z at 22.5° and 67.5°) необходимы для построения полной полюсной фигуры.
Детекторные системы спектрометра СКАТ.
Образец вращается относительно оси Z, для детекторов 2θ = 135° необходимы два положения P1 и P2. Возможно также движение образца вокруг осей X и Y.
СКАТ с детекторной системой 2θ = 90° и гониометром для вращения образца ( декабрь 2006)
Расчётное разрешение детекторной системы СКАТ на основе экспериментальных данных со старой нейтроноводной системой (декабрь 2006)
Окружение образца:
- Устройство одноосного давления (150 МПа) для линейных стресс испытаний,
- Система обнаружения акустической эмиссии,
- Лазерный экстензометр для измерения макродеформаций: разрешение: 0,5 мкм,
- Печь до 130 °C, может работать вместе с манометрическим прибором
Характеристики инструмента
| Пролётная база | ~ 104 m | ||
| Углы рассеяния 2θ | 65° / 90° / 135° | ||
| λmax | 7.0 Å / 14.6 Å* | ||
| 2θ параметры | 2θ = 65° | 2θ = 90° | 2θ = 135° |
| dmax | |||
| Максимальное разрешение Δd/d | 6.2·10-3 | 5.0·10-3 | 3.1·10-3 |
| Пролётная база после рассеяния на образце | 1.10 m | 1.00 m | 0.95 m |
| Нейтроновод | Сечение: 50 мм (w) × 90 мм (h) Радиус: 13400 м Материалл покрытия: natural Ni (m = 1) Опционно: Прерыватель блокирует каждый второй импульс нейтронов |
||
| Детекторы | Набор из 19 3 детекторы на базе. He трубок P = 4.5 bar Ø = 60 mm |
||
| Коллиматоры | Соллеровские коллиматоры, покрытые Gd Угловое расхождение: 18' / 45' Сечение: 55 × 55 mm2 |
||
| Позиционирование образца | 3х-осный гониометр | ||
| Обработка данных | SONIX software PC под ОС Windows | ||
* с использованием прерывателя пучка
Темы исследований
- измерения напряжений,
- деформаций и текстуры в геологических образцах.
Большинство горных пород состоит из кристаллов с неоднородной ориентацией. Все неоднородные кристаллографические ориентации в поликристалле называют предпочтительными или текстурой. Большинство физических свойств поликристаллов являются анизотропными, то есть зависят от направлений, в которых они измерены. Эти фундаментальные наблюдения являются отправной точкой для многочисленных применений текстурного и анизотропного анализа в науке о Земле: 1. Деформационные процессы в Земной коре ведут к преимущественному ориентированию пространственных решёток в минералах, формирующих горную породу. История деформации горных пород может быть получена посредством изучения текстуры минералов. 2. Информация о текстуре и физической анизотропии минералов даёт представление о физическом состоянии горных пород в Земной коре. 3. Определение остаточных и приложенных напряжений, деформаций внутри кристаллитов, в комбинации с регистрацией акустической эмиссии используется, чтобы исследовать микроскопические механизмы формирования напряжений. Это важно для объяснения поведений тектонических напряжений в верхней части Земной коры и понимания процессов, имеющих место во время землетрясений.
Спектр: TOF-спектр трёхфазного геологического образца, состоящего из кальцита, кварца и доломита. Все фазы могут быть успешно определены благодаря высокому разрешению спектрометра.
Публикации
Walther, K., Scheffzuek, C., Frischbutter, A. (2000). Neutron time-of-flight diffractometer epsilon for strain measurements: layout and first results. Physica B, Condensed Matter 276-278, 130-131.
Ullemeyer, K., Spalthoff, P., Heinitz, J., Isakov, N.N., Nikitin, A.N., Weber, K. (1998). The SKAT texture diffractometer at the pulsed reactor IBR-2 at Dubna: experimental layout and first measurements.- Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A412, 80-88.