[發明專利]一種軟物質力學性能測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202010530465.3
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111624105A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 劉雷;張少邦
• 申請（專利權）人: 上海安翰醫療技術有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 上海波拓知識產權代理有限公司 31264
• 代理人: 周志中

本發明公開了一種軟物質力學性能測量裝置，包括探針、樣品池和長度測量裝置，所述樣品池用于容納所述軟物質，所述探針懸于所述樣品池上方用以錐入、提拉所述軟物質，所述長度測量裝置立于所述樣品池上方用以測量所述軟物質被所述探針提拉的長度。本發明還公開了一種軟物質力學性能測量方法，應用于如上所述的軟物質力學性能測量裝置。本發明公開的軟物質力學性能測量裝置及方法通過使用探針提拉軟物質，測量軟物質的力學性能，制造成本低、簡單易操作。又通過采用多種形狀的針頭，提高裝置的適用性。且探針不局限于手動控制或是電動控制，實用性強，容易普及。

技術領域

本發明涉及軟物質測試技術領域，尤其涉及一種軟物質力學性能測量裝置及方法。

背景技術

軟物質在現代工業生產和生活中具有廣泛應用。隨著電子封裝技術的發展，越來越多的先進傳感器需要使用軟物質進行封裝，以實現傳感器性能的最優化。例如，硅膠軟物質以其優良的生物相容性，耐高溫性，在較寬范圍內硬度(柔軟度)可調整性，以及長期使用穩定性，廣泛應用于電子封裝以及生物醫療領域。

目前對于軟物質的力學性能表征主要以硬度、拉伸強度、斷裂伸長等參數為主。在工業生產中，硬度參數測試儀器小型便攜，且操作步驟簡單，因而硬度測試廣泛用于生產過程控制。但是許多封裝級的硅膠軟物質在一定條件下具有粘流特性，因此不適用于硬度測試。此外，由于硅膠是交聯體系，雖然具有一定的粘流特性，但是又無法使用粘度計進行粘度的質量管控。而錐入度測試方法普及度低，設備復雜難以購買，而且測試消耗樣品量大，因此該方法對精密傳感器封裝過程硅膠質量監控的可行性極低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡單易操作的軟物質力學性能測量裝置及方法。

本發明提供一種軟物質力學性能測量裝置，包括探針、樣品池和長度測量裝置，所述樣品池用于容納所述軟物質，所述探針懸于所述樣品池上方用以錐入、提拉所述軟物質，所述長度測量裝置立于所述樣品池上方用以測量所述軟物質被所述探針提拉的長度。

進一步地，所述軟物質為處于固體與理想流體之間的物質，所述軟物質為人工制造的軟物質或天然形成的軟物質。

進一步地，還包括底座，所述底座平放在水平臺面上，所述樣品池布置于所述底座上，所述長度測量裝置立于所述底座上表面。

進一步地，所述探針首端與電機或機械手柄相連，所述探針由所述電機或所述機械手臂控制錐入、提拉所述軟物質。

進一步地，所述探針首端被操作員握持，所述探針由所述操作員手動控制錐入、提拉所述軟物質。

進一步地，所述探針末端設有針頭，所述針頭用以與所述軟物質接觸。

進一步地，所述針頭的形狀為圓弧形、平整形或球形狀。

本發明還提供一種軟物質力學性能測量方法，應用于如上所述的軟物質力學性能測量裝置，包括：

步驟S1，將所述軟物質置于所述樣品池中；

步驟S2，根據所述軟物質性質選擇合適的所述探針；

步驟S3，將所述探針錐入所述樣品池，接觸一定體積的軟物質后將所述探針向上提拉；

步驟S4，通過所述長度測量裝置記錄所述軟物質被提拉的最大長度。

進一步地，還包括步驟S5，重復所述步驟S3、所述步驟S4，并計算出多次測量的平均值。

進一步地，所述步驟S3為電動控制，打開電機開關，所述電機驅動所述探針錐入所述樣品池，接觸一定體積的軟物質后將所述探針向上提拉；