[發明專利]一種原位金屬二維減摩薄膜的制備裝置

在審

• 申請號: 202010092341.1
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111290455A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 佘丁順;岳文;關芮;舒登峰;田斌;黃海鵬;朱麗娜
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種原位金屬二維減摩薄膜的制備裝置，其特征在于：包括液壓部分、剪切部分、加熱部分、環境控制部分；

所述的液壓部分由加壓柱、液壓機下基板、液壓缸、液壓上基板組成，液壓上基板由液壓控制系統控制液壓缸工作，使加壓柱均勻下降，加壓柱作用于液壓上基板；液壓上基板采用四支柱結構，保證對樣品實現均勻加壓，液壓上基板側面設置螺旋凹槽，凹槽均勻布滿圓柱體側面，間距為4~5 mm，凹槽用來安裝加熱線圈；液壓下基板設計為方形，在底面設置方形凹槽用來放置電偶式溫度傳感器，在側面設置螺紋孔用來安裝溫度傳感器，該溫度傳感器采用電偶式溫度傳感器；

所述剪切部分主體是剪切旋轉臺和電機，剪切旋轉臺放置于液壓機下基板與樣品臺中間，剪切旋轉臺下部與液壓下基板固定，采用螺栓緊固連接，上部與樣品臺固定，采用聯軸器緊固連接電機軸與扭矩傳感器；剪切旋轉臺設計為圓柱體，與樣品臺接觸位置為圓形凹槽，使得樣品臺嵌入，圓柱面處設置螺紋孔，使用螺栓緊固樣品臺，且保證與剪切旋轉臺底面高度平行，旋轉剪切臺包括上墊板、下墊板和滾動鋼球，滾動鋼球放置于上墊板和下墊板之間，上墊片可在滾動鋼球的作用下旋轉；樣品臺設計為圓柱體，圓柱面上設置螺旋凹槽，凹槽均勻布滿圓柱體側面，間距為4~5 mm，凹槽用來安裝加熱線圈，樣品臺上表面設置方形沉孔，便于放置樣品，沉孔內粗糙度不大于1.6，且實驗前需機械拋光處理30分鐘；液壓下基板設計為方形，在液壓下基板上平面設置圓形凹槽以安裝圓形剪切臺，設置螺紋孔安裝溫度、濕度和氣體傳感器；

所述加熱部分由加熱線圈、溫度傳感器、溫度控制器組成；加熱線圈采用絕緣外皮包裹，保證電路安全，采用雙路線圈結構，線圈每匝間距5 mm；加熱線圈安裝于液壓上基板和樣品臺側面的雙螺旋凹槽內，加熱線圈呈360°螺旋狀環繞樣品片上部，與液壓上基板下部緊密相連，電路連接至溫度控制器；加熱線圈獨立用溫度控制器控制；溫度傳感器安裝于液壓上基板和樣品臺側面并使用螺釘固定，從溫度控制器中伸出的兩個溫度感應觸頭分別連接液壓上基板和樣品臺，使用傳輸線連接至溫度控制器；通過液壓上基板與樣品臺內的溫度傳感器反饋樣品溫度，傳輸數據進入溫度控制器，溫度控制器對比實時溫度與設定溫度；當實時溫度高于設定溫度時，加熱開關打開，進行加熱，當實時溫度接近設定溫度時，溫度控制器降低加熱功率進行加熱；當實時溫度到達設置溫度時，停止加熱并實時監控，當溫度降至設置溫度以下時，重復加熱步驟，加熱時候采用感應方式控制溫度，在不使用溫度感應觸頭時可自動隱藏于溫度控制器內部；

所述環境控制部分由多功能控制罩、氣體調節閥、氣體傳感器、濕度傳感器組成；多功能控制罩可實現不同氣氛的制備，通過氣體調節閥，調節進入多功能控制罩的氣體流量，通過氣體傳感器檢測環境氣體含量，反饋給氣體調節閥，實現環境氣體可控調節；通過濕度傳感器可檢測環境濕度，反饋給氣體調節閥，通過通入干燥氣體或高濕度氣體來調節環境濕度，每個傳感器上安裝可水平滑動的導向裝置，保證所有的傳感器可在距離加熱線圈10 mm內靈活移動。

2.根據權利要求1所述的一種原位金屬二維減摩薄膜的制備裝置，其特征在于：所述液壓部分的溫度傳感器放置于液壓下基板下部的長方形凹槽內，并伸出左右兩個探針放置于液壓上基板和液壓下基板上，四支柱保持垂直度，確保液壓上基板的水平下降。

3.根據權利要求1所述的一種原位金屬二維減摩薄膜的制備裝置，其特征在于：所述剪切部分的氣體傳感器放置于液壓上基板右側，由氣體傳感器伸出一個塑料管接入多功能控制罩，保證塑料管與控制罩之間的密封性，所有剪切部分的中心都在同一軸線上，保證下壓時壓力均勻分布。

4.根據權利要求1所述的一種原位金屬二維減摩薄膜的制備裝置，其特征在于：所述加熱部分加熱線圈的啟停為獨立控制。

5.根據權利要求1所述的一種原位金屬二維減摩薄膜的制備裝置，其特征在于：所述環境控制部分濕度傳感器放置于液壓上基板左側，由濕度傳感器伸出一個塑料管接入多動能控制罩，所有進入設備內部的線路和氣路與控制罩使用密封圈保證不留間隙。