[發明專利]一種用于原位結構檢測的高分子薄膜材料拉伸裝置及其實驗方法

無效

• 申請號: 201210480426.2
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103018120A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 李良彬;周韋明;洪執華;劉良寶;李海龍;周衛青;汪嘯
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N3/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種用于原位結構檢測的高分子薄膜材料拉伸裝置，其特征在于：包括高精度伺服電機，行星齒輪箱，編碼器，驅動器，拉力傳感器，數據采集卡，系統集成化的LabVIEW軟件控制系統，其中：

該裝置采用高精度伺服電機作為轉動的動力系統；

該裝置采用了LabVIEW軟件編寫高精度伺服電機控制系統將拉力傳感器的力學與拉伸位移實時數據采集以及拉伸速度進行了集成化，可以進行同步控制與數據采集；

該裝置在拉伸過程通過用電機驅動反向絲桿轉動，隨后將絲桿的運動通過導軌上面的滑塊傳遞到夾頭上面，實現單軸雙向拉伸。

2.如權利要求1所述的用于原位結構檢測的高分子薄膜材料拉伸裝置，其特征在于，當材料被控制于拉伸或回彈的往復運動時，系統可以高精度的位移，速度及拉力的控制與數據的采集，在對應的要求下可以調整為以恒力輸出的恒力拉伸裝置。

3.一種用于原位結構檢測的高分子薄膜材料拉伸的實驗方法，利用權利要求1所述的原位結構檢測的高分子薄膜材料拉伸裝置，該方法可以在與同步輻射紅外和X射線散射線站，顯微鏡，光散射等連用條件下在線測試高分子薄膜材料在拉伸過程中的力學性能；

將該裝置與其他檢測設備連用時主要的實驗步驟為：

步驟（1）、將拉伸裝置，控制柜和電腦主機進行連接，開啟控制柜的電源，同時將我們需要測試的樣品安裝在微型拉伸裝置上面，需要保證樣條與夾頭垂直；

步驟（2）、打開Labview軟件控制窗口，設定加減速度，拉伸速率和拉伸位移；

步驟（3）、開啟檢測裝置，開始進行拉力，位移，速度和時間數據的采集，同步進行測試裝置的數據采集；拉伸完畢停止后，停止對拉力、位移、速度、時間和同步檢測裝置數據的采集，并將這些數據其保存到對應的文檔中，拉伸完畢停止后，繼續進行拉力，位移，速度和時間數據的采集，檢測裝置繼續連續采集數據直到達到所需要求后，此時停止拉力、位移、速度、時間和同步檢測裝置數據的采集，將其保存到對應的文檔中；

步驟（4）、通過不同材料，不同拉伸應變，不同拉伸速率下對高分子材料薄膜樣品進行拉伸獲得高分子薄膜材料拉伸過程中內部結構的變化，將這些數據耦合起來最終獲得高分子材料拉伸變形的機理。

4.如權利要求3所述的一種用于原位結構檢測的高分子薄膜材料拉伸的實驗方法，其特征在于，基于Labview控制軟件，通過控制電機的轉速和時間，精確實現不同的應變以及應變速率。

5.如權利要求3所述的一種用于原位結構檢測的高分子薄膜材料拉伸的實驗方法，其特征在于，拉伸裝置體積較小，工作時占用空間很小，體積大小為120×89×23（mm³)。

6.如權利要求3所述的一種用于原位結構檢測的高分子薄膜材料拉伸的實驗方法，其特征在于，拉伸過程中原位測試樣品所受拉力，可選擇不同量程的電機且拉伸方式單軸雙向拉伸。

7.如權利要求3所述的一種用于原位結構檢測的高分子薄膜材料拉伸的實驗方法，其特征在于，該裝置可以精確控制拉伸速率和拉伸量程，其中，最小速率為0.3μm/s，最大的拉伸量程40mm。

8.如權利要求3所述的一種用于原位結構檢測的高分子薄膜材料拉伸的實驗方法，其特征在于，該裝置可以和多種檢測方式聯用，其中該裝置可以配套于光散射，X射線散射，紅外光譜和偏光顯微鏡手段。