本研究使用传统液相法生长了氘含量为70%的大尺寸磷酸二氘钾(DKDP)晶体，采用中子衍射技术测量了三倍频DKDP晶片内部的残余应力和微观应变，利用X射线同步辐射探测了晶体锥面和柱面的微观形貌。研究了DKDP晶体沿［100］晶向宏观残余应力和微观残余应变的分布。结果表明：传统液相法生长的DKDP晶体柱面区域的残余应力为压应力，而锥面区域的残余应力为拉应力；锥面的拉应力容易导致晶体在生长和搬运过程中开裂，与实验现象相符；传统液相法生长的DKDP晶体的残余微观应变较小，但晶体中仍存在缺陷，这些缺陷是晶体残余应力和应变存在的原因之一。该研究可指导大尺寸70%DKDP晶体工程化应用。

近年来，随着“中国制造2025”的大力推动，增材制造技术已经在航空航天、****等多个战略产业领域展现出了巨大的应用价值和广阔的应用前景，是世界先进制造领域发展最快、技术研究最活跃、关注度最高的研究方向之一。虽然增材制造技术与整体锻造等传统加工方法相比有着诸多优势，但当金属增材制造成形工艺选择不合适时，成形件内部易产生气孔、未熔合等缺陷；同时，制造过程中超快的加热/冷却会在构件中产生较大的残余应力，最终导致构件开裂、变形，显著降低增材制造成形件的内部质量和力学性能。由于增材制造过程涉及十分复杂的材料冶金、物理、化学和热力耦合现象，因此难以通过传统的材料表征手段对其进行分析。随着同步辐射光源和中子源的快速发展，基于同步辐射和中子衍射的表征技术在分析金属增材制造零件内部缺陷和力学性能等方面扮演着越来越重要的角色，这些技术可以阐明增材制造过程中熔池的动力学行为、凝固缺陷的产生机制、构件中应力的分布状态以及非平衡固态相变等过程。本文综述了同步辐射和中子衍射技术在增材制造过程中进行原位观察和应力分析的原理、各自的优势以及它们在增材制造中的实际应用，总结了其应用于金属增材制造技术的最新进展，并对其未来的发展进行了展望。

配合中国工程物理研究院的中子衍射应力谱仪开展形状记忆材料的相关研究,设计了一套原位温度加载系统。该系统可为测量样品提供25~800 ℃温度环境,温度控制器采用大林改进算法,有效地消除了温度过冲问题。该系统已开展了多次带束测试,结果表明其结构设计适用于中子衍射实验,温度控制在上升阶段无超调、稳态误差为±1 ℃,满足形状记忆材料的温度加载实验要求。

一种小型化的应力加载系统，配合中子衍射应力谱仪可实现对多晶材料的原位测量，为进一步获得材料内部相、织构与应力演化的原位中子衍射实验结果，建立基于微观机制的材料宏观本构模型提供可能。该系统利用伺服电机提供动力，机架使用7050铝合金材料制造，系统的拉伸强度可达10 kN，运动速度可调(1 μm/s~1 mm/s)。试样拉伸(压缩)时，S型传感器内部应变片变形产生电压信号，再经PLC处理后得到试样应力与应变之间关系。通过与英斯特朗5967实验拉伸机针对同一钢质试样进行对比实验发现，应力-应变曲线一致性良好。