[實用新型]金屬材料介觀力學測試裝置

無效

• 申請號: 200720149384.9
• 申請日: 2007-05-31
• 公開（公告）號: CN201133884Y
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 朱其芳;孫澤明;張金波;王福生
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N13/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 黃家俊

技術領域

本實用新型屬材料測試裝置領域。

背景技術

金屬材料介觀力學是研究介于宏觀尺度的材料特性與微觀的晶體結構尺度之間的新的材料變形行為的研究手段。金屬材料介觀力學研究的對象為材料介觀團塊(介于宏觀尺度與微觀尺度之間金屬材料的晶粒群組成的集團)，在實時承載狀況下，介觀亞結構及動態結構的變形規律以及斷裂行為。金屬材料介觀力學測試裝置是一種金屬材料特性評價的新的測試手段。以往的金屬材料特性評定只分為兩大類，一是宏觀的力學性能測試分析，其中包括材料的屈服強度，斷裂強度，延展率和硬度等宏觀的力學評價指標。另一類為借助與高分辨率的顯微鏡等分析手段，分析金屬材料的微觀結構，微觀形貌，成分和金相。值得注意的是在這兩者之間存在著一個較大的空間，從宏觀到微觀尺度跨越大約為四個數量級，這就導致了兩種評價結果之間的相關性較差，而且兩種評價結果之間的聯系受到的影響因素較復雜，即每一種微觀結果所占的比重很微小，其它結果影響因子將會顯得過強，而掩蓋了原有結果對宏觀力學行為的影響，這就使得用微觀的組織分析所得結果來構造材料的宏觀力學性能存在一定的困難。這是金屬材料研究面臨的一個重要問題。??目前俄羅斯國在介觀力學這一方面做了一些工作，而俄羅斯的材料介觀力學測試設備沒有在試樣上安裝位移引伸計，沒有同步記錄試樣受載引起的應變量。不能得到材料的應力應變量。不能得到材料的應力應變信息，將會影響所得結果的科學價值，捕捉不到材料真實行為密切相關的信息。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種可用于觀察介于宏觀與微觀尺度之間的材料變形、塑性流變以及開裂的介觀結構、應力應變行為。并且對材料變形過程中的試樣的全場、形變旋量場和應變等值量場進行實時分析和觀察裝置。

本實用新型由下列部分組成：試樣同軸對拉、對壓加載臺1、光學成像裝置2、CCD圖像接收裝置3、力值傳感器4、小型夾式位移計5、裝置控制臺6、電腦7。試樣同軸對拉、對壓加載臺，其傳動形式為同軸傳動，小型夾式位移計5卡于試樣中段，光學成像裝置2放在試樣上面采用內置光源、組合透鏡，CCD圖像接收裝置3連接光學成像裝置，放在其上面，力值傳感器4，位于試樣的一側，試樣加載時，感應出微弱的輸出電信號，由裝置控制器6經放大電路將模擬信號放大，轉換為數字信號，輸入電腦7，試樣受力部分的變形通過小型夾式位移計5感應微弱的輸出電信號，由裝置控制臺6經放大電路將模擬信號放大，轉換為數字信號輸入電腦7，電腦進行實時、同時接收和處理介觀圖像和載荷應變信號，編輯存儲和處理應變等值量場、形變旋量場和應力應變信號為數據文件。

本發明的優點

研制的材料介觀力學觀察儀是用于研究材料于介觀尺度下變形行為的儀器。材料介觀力學測試儀的建立給材料研究提供介觀尺度的、斷裂規律的信息。材料介觀力學是材料研究的不可忽略的重要方面，是金屬物理學的一個新的認知領域和研究方向。開展介觀力學的研究，建立介觀力學研究手段，進一步將宏觀和微觀結構相結合，為金屬物理的研究提供一個新的研究手段是非常必要的。

材料介觀力學測試裝置的開發和應用對材料科學的發展有重要意義的，在學術意義上和應用領域有廣闊的、久遠的前景。

附圖說明

1、本實用新型的結構示意圖；

2、本實用新型的立體照片圖。

具體實施方式

參閱圖1將金屬試樣表面拋光至金相要求，并且浸蝕出金相形貌，然后將試樣安裝于雙向加載對拉、對壓試驗臺上，對試樣進行加載，此時與其連接的力值傳感器4感應出載荷信號，并且同時用小型夾式位移計5卡于試樣的中間部位，同步記錄由于試樣受載引起的應變信號，將兩種信號輸入裝置控制臺6，由A/D信號轉換系統輸入電腦7，經編輯處理后繪制并保存其力值的應變曲線。在試樣加載的同時，于試樣的拋光面上方裝配的光學顯微鏡及圖像采集系統3經裝置控制臺6，經信號轉換輸入電腦，經編輯處理后將同一時刻的力值-應變曲線和動態形貌在同一平面顯示，并存儲，可隨時調用，動態形貌圖象經電腦的信息處理，得到觀察視野內的應變等值量場數據和形變旋量場數據。