上海同步輻射光源超硬多功能線站（BL12SW），是上海光源二期線站工程中的專用于高能X射線應(yīng)用的線站，其主要實驗方法是高能X光衍射和成像。

超硬線采用一線四站設(shè)計，包含2個大壓機實驗站及2個工程材料實驗站，其中大壓機實驗站主要針對地學(xué)和材料學(xué)相關(guān)的高溫高壓原位實驗研究，配備2臺高性能高溫高壓大腔體壓機（Large Volume Press）：

2000噸雙模大壓機（D-DIA和Kawai）

制造商：德國 沃根瑞特 Max Voggenreiter GmbH

200噸D-DIA形變壓機

制造商：德國 沃根瑞特 Max Voggenreiter GmbH

大壓機（Large Volume Press）結(jié)合同步輻射X光可以開展高溫高壓下的相變、狀態(tài)方程、流變、物性測量和超高壓原位實驗，是國內(nèi)第一個同步輻射原位大壓機綜合性實驗站。

超硬線于2023年6月完成工藝測試驗收，各項測試指標均達到設(shè)計指標，開始進入用戶開放試運行階段。

2000噸 D-DIA/Kawai雙模大壓機實驗平臺  

2000噸高溫高壓壓機（型號 LPO 2000-710/80, 制造商：德國 沃根瑞特 Max Voggenreiter GmbH）配置 D-DIA和Kawai兩種多面砧加壓模具（Multi-anvil），最高加壓能力為2000噸。D-DIA模具常用6-8加壓方式，二級加壓最高樣品壓強可達35 GPa以上；一級加壓最高壓強預(yù)計 15GPa，差分錘行程-10~+10 mm，可適用于變形實驗。Kawai模具采用6-8二級加壓方式，壓強 >35 GPa。

雙模具設(shè)計拓展了壓機功能，可提高用戶實驗切換效率。

上海同步輻射光源2000t大壓機實驗站LVP2布局圖

2000t大壓機 D-DIA變形模具

200噸D-DIA形變壓機實驗平臺

200噸 D-DIA高溫高壓壓機（型號 LPO 200-300/70, 制造商：德國 沃根瑞特 Max Voggenreiter GmbH）主要針對壓力相對較低（<10 GPa）高壓實驗，兼顧一級和二級加壓兩種模式，用戶亦可臨時安裝其他便攜模塊裝置，以滿足特定的實驗方法需求。最高加壓能力為200噸，D-DIA模具差分錘行程-1~+4 mm。一級加壓使用碳化鎢壓砧，應(yīng)用于10 GPa以內(nèi)的實驗；二級6-8方式加壓時，一級使用碳化鎢壓砧，二級采用碳化鎢/燒結(jié)金剛石壓砧，最高壓力可達20 GPa。

上海同步輻射光源200t大壓機實驗站LVP1布局圖

壓機加熱

大壓機加熱系統(tǒng)支持不同的加熱材料，如Re片，石墨，LaCrO3等，主要根據(jù)加熱材料的電阻性質(zhì)選擇相應(yīng)的加熱檔位。加熱系統(tǒng)支持手動控制（按功率百分比）和自動控制（按目標溫度和加熱速率）兩種模式，可自動執(zhí)行多段溫控程序。

18/11組裝石墨、10/5組裝錸加熱的功率-溫度曲線

實驗方法

（1）XRD衍射（AD-XRD）

XRD衍射實驗中入射X光能量（波長）固定，通過二維面探采集樣品的2θ-intensity衍射圖譜，根據(jù)布拉格方程λ = 2dsinθ，分析確認物相并獲得晶格參數(shù)。

（2）能量色散衍射（ED-XRD）

ED-XRD實驗入射光通常為白光，2θ衍射角固定不變，通過能散探測器可以獲得樣品光子能量-intensity圖譜，根據(jù)能散布拉格方程Edsinθ=C (常數(shù)C=6.1993 keV?)，分析確認物相并獲得晶格參數(shù)。

利用同步輻射大壓機和能散系統(tǒng)，可以在高溫高壓（HPHT）條件下原位（in situ）采集樣品的衍射數(shù)據(jù)，根據(jù)樣品的晶格參數(shù)，從而確定樣品壓力和物相，得到樣品的P-V-T狀態(tài)方程（EoS）。

上海光源線站工程屬于國家“十二五”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目，由國家發(fā)展改革委、中國科學(xué)院和上海市人民政府共同投資，2016年12月開工建設(shè)，主要建設(shè)內(nèi)容包括新建16條性能先進的光束線站、實驗輔助系統(tǒng)、光源性能拓展、建安工程及配套公用設(shè)施。上海光源線站工程建成后，這臺中能同步輻射裝置擁有了向用戶實驗的34條光束線和46個實驗站，極大地提升和拓展了上海光源的綜合實驗?zāi)芰εc用戶支撐能力，綜合研究能力實現(xiàn)跨越提升。上海光源已成中能區(qū)束流能量最高、光子能量覆蓋范圍最廣、安裝插入件最多、建成的束線和實驗站數(shù)量最多的中能同步輻射光源。

上海光源線站工程順利通過工藝驗收，標志著項目全部建設(shè)任務(wù)圓滿完成，光束線站、用戶輔助實驗室、加速器等各系統(tǒng)全面轉(zhuǎn)入試運行階段。上海光源線站工程的建設(shè)，也有力地推動了我國同步輻射技術(shù)的發(fā)展，提高了我國同步輻射高端儀器設(shè)備的研制能力，并為我國同步輻射裝置建設(shè)發(fā)展提供了技術(shù)和人才儲備。

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