[實用新型]變溫可轉位微納米壓痕測試裝置

有效

• 申請號: 201721355303.0
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN207423715U
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 趙宏偉;薛博然;張世忠;丁方勝;謝英杰;趙丹;劉秋成;孔令奇;國磊;王云藝;王趙鑫;李磊
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N3/54
• 分類號: G01N3/54
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

本實用新型涉及一種變溫可轉位微納米壓痕測試裝置，屬于精密儀器領域。包括工作臺轉位基座、高低溫工作腔和壓頭驅動/進給機構三個部分，高低溫工作腔安裝在工作臺轉位基座的L型安裝板上，壓頭驅動/進給機構安裝在工作臺轉位基座的設備基座上；工作臺轉位基座主要是用來實現工作臺轉位動作和做整機支撐，高低溫工作腔可以給試件測量過程提供連續變溫的環境氛圍，并且能隔絕外界干擾，壓頭驅動/進給機構主要實現壓頭在豎直方向上的進給動作，并通過壓力傳感器和位移傳感器獲得測量數據。優點在于：測量結果精確、測量范圍廣、結構緊湊，大大促進了材料力學性能測試技術領域及其裝備的發展。

技術領域

本實用新型涉及精密儀器領域，特別涉及一種變溫可轉位微納米壓痕測試裝置。適用于金屬、陶瓷、高聚物、半導體、特殊功能材料、生物組織等眾多材料的壓痕測試。能夠在連續變溫的環境條件下，對同一試件的不同部位進行多組壓痕測試，測得多組數據從而提高測量的精確性和實驗的可行性；高低溫工作腔通過鹵素燈和制冷探頭為壓痕測試提供高溫和低溫的環境氛圍，極大提高了儀器的適用范圍。

背景技術

隨著社會的發展和科學技術的進步，對新型材料的需求也是越來越緊迫。而新材料在投入使用前，最重要的一環就是其力學性能的測試，這就對各種材料性能測試試驗機提出了挑戰。目前來看，在眾多影響材料性能測試與檢測水平的因素中，缺乏先進的測試技術與儀器，是制約新型材料開發的技術瓶頸。因此開發新型并且應用廣泛的材料測試裝置，對新型材料的研發具有重要的意義。壓痕測量儀器是在不同溫度環境下進行材料硬度、彈性模量、蠕變特性等一系列重要力學性能測試的重要裝置，是材料力學性能測試極為關鍵的一環。國內外現有的壓痕測試儀器只能單獨實現高溫、低溫溫度加載，無法實現高低溫連續變溫環境下的納米壓痕測試實驗，測試環境具有一定的局限性，所以著手研發新型壓痕測量儀器已經是刻不容緩。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種變溫可轉位微納米壓痕測試裝置，解決了現有技術存在的上述問題。本實用新型著重體現在其工作臺能實現連續360°轉位，使得被測試件在相同測試環境下可以進行多點壓痕測量，進而可以測得多組實驗數據；高低溫工作腔能為壓痕實驗中試驗樣品提供所需的測試環境氛圍，通過進氣口、出氣口和真空壓力表可以精確調節工作腔內部壓力，通過鹵素燈和制冷探頭為壓痕測試提供高溫和低溫的環境氛圍；另外通過伺服電機拖動滾珠絲桿來帶動超高精度滾珠導軌在豎直方向推動壓頭產生垂直試驗樣品表面的精確位移，接觸探測后實現對被測樣品的精密壓入運動。

本實用新型的上述目的通過以下技術方案實現：

變溫可轉位微納米壓痕測試裝置，包括工作臺轉位基座1、高低溫工作腔2和壓頭驅動/進給機構3三個部分，高低溫工作腔2安裝在工作臺轉位基座1的L型安裝板112上，壓頭驅動/進給機構3安裝在工作臺轉位基座1的設備基座102上；工作臺轉位基座1實現工作臺轉位動作和做整機支撐，高低溫工作腔2給試件測量過程提供連續變溫的環境氛圍，并且能隔絕外界干擾，壓頭驅動/進給機構3實現壓頭在豎直方向上的進給動作，并通過壓力傳感器319和位移傳感器317獲得測量數據。

所述的工作臺轉位基座1是：T型支座101、下軸承座A103和T型安裝板114分別安裝在設備基座102上，雙聯角接觸球軸承A104安裝在下軸承座A103的內孔中，雙聯角接觸球軸承A104軸向和徑向支撐轉軸106的下軸頸；從動同步帶輪105安裝在轉軸106上，轉軸106安裝在雙聯角接觸球軸承A104和深溝球軸承A108的內孔中，上軸承座A107安裝在L型安裝板112上，深溝球軸承A108安裝在上軸承座A107的內孔中；絕緣墊塊109、隔熱平臺111和工作臺110依次安裝在轉軸106上端；L型安裝板112安裝在T型安裝板114上，電機安裝座117安裝在T型支座101上，伺服電機A115安裝在電機安裝座117上，主動同步帶輪116安裝在伺服電機A115的輸出軸上，同步帶113安裝在主動同步帶輪116和從動同步帶輪105上，伺服電機A115通過同步帶113傳動把動力傳遞給轉軸106。

所述的伺服電機A115為交流伺服電機，實現直線進給運動。