Folyadékszerkezet laboratórium
Kapcsolattartó laborfelelős: Dr. Temleitner László (temleitner.laszlo@wigner.mta.hu)
Csoportunk működteti és fejleszti az MTEST többcélú neutrondiffraktométert, amellyel egyrészt kristályos és amorf anyagok atomi szerkezetét, másrészt ipari eredetű (fém)tárgyak textúráját és a bennük ébredő belső feszültséget tudjuk meghatározni. A nagyberendezés tudományos célú felhasználása nyílt pályázati rendszeren keresztül lehetséges, amelyet a Budapesti Neutron Centrum (Budapest Neutron Centre, BNC) koordinál (www.bnc.hu); ebben az esetben a mérési idő maga költségmentes. Ipari felhasználók számára (pl. kutatás-fejlesztési, és/vagy minősítési tevékenység céljából) egyedi megállapodások alapján tudunk mérési időt biztosítani.
A kutatási infrastruktúra részletei:
ANYAGVIZSGÁLÓ (“MATERIAL TEST”) NEUTRONDIFFRAKTOMÉTER
Az M(aterial)TEST neutrondiffraktométert eredetileg ötvözetekben fellépő belső feszültség vizsgálatára tervezték. Néhány évvel ezelőtt a berendezéshez helyzetérzékeny detektort és monokromátor-váltót illesztettünk: ilyen módon a nyalábidő hatékonyabban, ráadásul több különböző mintakörnyezetben használható. Jelenlegi állapotában a műszer immáron lehetővé teszi a “teljes szórás” (total scattering) típusú kísérleteket is kristályos, amorf és folyadékmintákon egyaránt. A négykörös goniométert is megtartottuk, ezáltal belső feszültség és textúra meghatározása továbbra is lehetséges
Az MTEST diffraktométer a Budapesti Kutatóreaktor 6-os számú (termális; axiális) csatornáján helyezkedik el. A maximális neutronfluxust 0.144 nm-es hullámhosszon érhetjük el. Az epitermális neutronok kiszűrésére zafír egykristályt alkalmazunk (ami a csatornazár reaktor felőli oldalán helyezkedik el). A neutronfluxus a mintaasztal közepén 2*106neutron/(cm2*sec) (0.133 nm-es hullámhossz mellett).
A monokromatikus nyalábok létrehozása céljából a következő egykristály-monokromátorokat installáltuk (1. táblázat):
1. táblázat: Az installált monokromátorok
A hullámhossz-váltás egyszerű és kb. 5 perc alatt kivitelezhető, köszönhetően az újonnan konstruált monokromátor-váltónak, amely 3 kristály közül egyet képes a nyalábba helyezni (Ge(111), Cu(111) and Cu (220)). A teljes berendezés (több, mint 10 tonna!) légpárnákon mozog, biztosítva ezáltal a gyakorlatilag folyamatosan változtatható hullámhosszt: 28° és 54° között tetszőleges kicsatolási szög (“take-off angle”) választható anélkül, hogy beállítás akár egyetlen elemét is meg kelljen mozdítani. A hullámhossz ilyen módon zökkenőmentesen választható 0.065 nm és 0.35 nm között.
Amennyiben szükséges, a monokromátor és a minta közötti térrészben Soller-típusú kollimátorokat tudunk elhelyezni (1°, 40', 30' és 12').
Egy igen alacsony hatásfokú hasadási kamra és egy Ordela gyártmányú helyzetérékeny neutrondetektor szolgál az adatgyűjtésre. Nagyfelbontású mérésekhez BF3 pont-detektorok is rendelkezésre állnak (a hozzájuk tartozó kollimátor-rendszerekkel együtt). A diffraktogrammokat 141-151° közötti maximális szórási szögértékig tudjuk felvenni, a detektor típusától és a mintától való távolságától függően. A teljes szögtartomány lefedéséhez 6-10 detektorpozíció szükséges (az említett paraméterek függvényében). A jelenlegi beállításban a háttér intenzitása kb. megegyezik egy 6 mm átmérőjű, 0.05 mm falvastagságú és 40 mm hosszúságú vanádium mintatartó szórásával.
A mintapozícióban a következő opciók választhatók el a négykörös goniométer használatakor:
Vezérelhető X, Y minta-elmozdulás manuális Z elmozgatás mellett.
Automata mintaváltó 4 mintához.
Választható mintakörnyezet: vákuum-kályha (30 -- 1000ºC); folyékony N2 kriosztát.
Kutatócsoportunk készséggel nyújt segítséget a méréstől a publikálásig tartó folyamat bármely pontján.
1. ábra: Az MTEST neutrondiffraktométer sematikus képe.
2. ábra: Az MTEST diffraktométer pontdetektorral és a négykörös goniométerrel (valamint a vákuumkályhával (30-1000ºC)).
3. ábra: Az MTEST diffraktométer a vezérelhető X, Y mintamozgató opcióval.
A berendezés felelőse: Dr. Temleitner László (temleitner.laszlo@wigner.mta.hu).