[發明專利]一種用于X射線顯微鏡的原位應力腐蝕試驗裝置

在審

• 申請號: 202010438717.X
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111413360A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 范國華;唐光澤;金俊陽
• 申請（專利權）人: 南京力變儀器有限公司
• 主分類號: G01N23/2251
• 分類號: G01N23/2251;G01N23/2204;G01N3/08
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 韓正玉;莫英妍

本發明提出一種用于X射線顯微鏡的原位應力腐蝕試驗裝置，包括拉力裝置和腐蝕液容器，所述拉力裝置放置在腐蝕液容器內，腐蝕液容器內裝有腐蝕溶液；拉力裝置包括電機、上支架、底座、加載螺桿、拉力框架，電機的輸出軸與加載螺桿連接，加載螺桿外與拉力框架固定連接，拉力框架的底部固定有上夾具，底座的上表面一體成型地設置有一下夾具。本發明通過加載螺桿、拉力框架、和上下夾具的配合，實現持續調節加載至待測試樣上的拉力，同時通過壓力傳感器與電機的配合，實現待測試樣上的實際載荷與預設的目標載荷相等，且本裝置體積小，符合X射線顯微鏡的使用需求。

技術領域

本發明涉及應力腐蝕試驗設備，尤其是一種用于X射線顯微鏡的原位應力腐蝕試驗裝置。

背景技術

應力腐蝕是指材料在拉應力和腐蝕介質共同作用下導致的腐蝕加速行為，其所引起的事故往往沒有事先預兆，會導致災難性后果，如化工設備爆炸，油田管道破裂等。雖然科研工作者對材料應力腐蝕行為開展了大量的研究，但是有關不同材料應力腐蝕的機制與過程還有很多問題有待澄清。

X射線顯微鏡是新興的一種材料分析測試技術，其可以通過材料對X射線的吸收和衍射對材料內部結構和晶體取向分布進行無損分析。通過一些原位實驗附件的開發，可以利用X射線顯微鏡原位實時研究材料在環境作用下的服役行為，更加準確的理解和洞悉材料的特性，為材料的合理使用和新材料的開發提供更多的依據。目前商業化的X射線顯微鏡尚沒有可實現原位應力腐蝕研究的附件。

由于X射線顯微鏡X光源功率的限制，X光源和探測器之間的距離較近，可安放附件的空間有限。同時為了獲得高的信噪比，提高成像效果的清晰度和分辨率，也要求X光源和探測器之間距離盡可能接近。小型化是X射線顯微鏡原位應力腐蝕裝置的一個重要要求和關鍵技術特征。本發明提供了一種小型的可用于X射線顯微鏡的原位應力腐蝕研究裝置。

發明內容

為解決現有原位應力腐蝕設備存在的缺陷，本發明提出了一種用于X射線顯微鏡的原位應力腐蝕試驗裝置。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種用于X射線顯微鏡的原位應力腐蝕試驗裝置，包括拉力裝置和腐蝕液容器，所述拉力裝置放置在腐蝕液容器內，腐蝕液容器內裝有腐蝕溶液；拉力裝置包括電機、上支架、底座、加載螺桿、拉力框架，所述上支架包括頂面板、底面板和背面板，其中頂面板、底面板之間通過背面板固定連接；所述電機安裝在頂面板上方，且電機的輸出軸上設有一減速器，電機的輸出軸通過聯軸器與所述加載螺桿連接，所述加載螺桿穿過頂面板并伸入至底面板中，且加載螺桿可沿軸心轉動和沿軸向運動，所述底面板和底座之間通過支撐筒連接并形成一空腔；加載螺桿外與拉力框架固定連接，拉力框架隨加載螺桿沿軸向運動，拉力框架穿過底面板并伸入至所述空腔中，拉力框架的底部固定有上夾具，上夾具的下表面設有用于夾持待測試樣的第一卡槽，底座的上表面一體成型地設置有一下夾具，所述下夾具的上表面設有用于夾持待測試樣的第二卡槽，第二卡槽與所述第一卡槽上下相對。

進一步的，本發明的用于X射線顯微鏡的原位應力腐蝕試驗裝置，上支架的頂面板、底面板內分別設置有上定位滑動軸承和下定位滑動軸承，分別用于限制加載螺桿的軸向位移。

進一步的，本發明的用于X射線顯微鏡的原位應力腐蝕試驗裝置，還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器設置在加載螺桿的末端與上支架的底面板之間，且壓力傳感器與電機的控制器連接。

進一步的，本發明的用于X射線顯微鏡的原位應力腐蝕試驗裝置，所述支撐筒由對X射線吸收率低的碳纖維、超高分子量聚乙烯或聚四氟乙烯等材料制成。

本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

本發明的用于X射線顯微鏡的原位應力腐蝕試驗裝置通過加載螺桿、拉力框架、和上下夾具的配合，實現持續調節加載至待測試樣上的拉力，同時通過壓力傳感器與電機的配合，實現待測試樣上的實際載荷與預設的目標載荷相等，且本裝置體積小，符合X射線顯微鏡的使用需求。