Rev. Phys. Appl. (Paris) 19, 725-730 (1984)
DOI: 10.1051/rphysap:01984001909072500

High temperature furnaces for small and large angle neutron scattering of disordered materials

J. Blétry¹, P. Tavernière¹, C. Senillou¹, P. Desré¹, M. Maret² et P. Chieux<sup>2

1</sup>  Laboratoire de Thermodynamique et Physico-Chimie Métallurgiques, ENSEEG, Domaine Universitaire, B.P. 75, 38402 Saint Martin d'Hères, France
²  Institut Laue-Langevin, 156X, 38042 Grenoble Cedex, France

Abstract
Two similar high temperature furnaces (up to 2 000 °C) have been developed for large angle and small angle neutron scattering (SANS) experiments respectively. They are vacuum furnaces with a thin tungsten foil heating element supplied by two tantalum leads, and shielded by thin tungsten foils maintained in a tantalum box. In a neutron beam, the furnaces produce a very low scattering level (without any Bragg peaks) due to the openings in the heating element, the shields and the tantalum box for the incident, unscattered beam and the scattered beam at low angles. Thus the furnace absorption correction is also much easier. A platinum thermocouple controls temperature, very high temperatures are measured optically. A vacuum chamber has been especially designed for SANS experiments with two windows in polished sapphire. The furnaces have been successfully used for the study of liquid alloys on the D4, D11 and D17 spectrometers at the ILL.

Résumé
Deux fours similaires haute température (jusqu'à 2 000 °C) ont été réalisés respectivement pour des expériences de diffraction neutronique et de diffusion aux petits angles. Ils fonctionnent sous vide et le résistor constitué par une fine feuille de tungstène est alimenté par deux tiges en tantale et écranté par des feuilles en tungstène maintenues dans une boite de tantale. Dans le faisceau de neutrons, ces fours produisent un très faible bruit de fond (sans pic de Bragg) grace aux ouvertures réalisées dans le résistor, les écrans et la boite en tantale pour le libre passage des faisceaux incident, transmis et diffusé aux petits angles. La correction d'absorption de ces fours est ainsi très facile. La température est mesurée par un thermocouple de platine; les hautes températures sont obtenues par visée pyrométrique. Une enceinte à vide a été spécialement dessinée pour le four petits angles avec 2 fenêtres en saphir poli. Ces fours ont été utilisés avec succès pour l'étude des alliages liquides sur les spectromètres D4, D11 et D17 de l'ILL.

PACS
0720D - Thermometry.
0720H - Furnaces.
0720K - High temperature techniques and instrumentation: pyrometry.
8540C - Process heating.

Key words
neutron diffraction crystallography -- resistance furnaces -- temperature measurement -- thin W foil heating element -- optical temperature measurement -- large angle neutron scattering -- disordered materials -- high temperature furnaces -- small angle neutron scattering -- vacuum furnaces -- scattering level -- Bragg peaks -- furnace absorption correction -- thermocouple