[實用新型]用于材料制備與性能測試的懸臂式離心超重力實驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020476816.2
• 申請日: 2020-04-03
• 公開（公告）號: CN213091381U
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 韋華;張澤;陳云敏;林偉岸
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/02;B04B7/00;B04B5/10;G01N1/28
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本實用新型公開了一種用于材料制備與性能測試的懸臂式離心超重力實驗裝置。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)和上驅(qū)式主軸復合體安裝在實驗腔內(nèi)，實驗腔底部安裝在裝置底座上，離心主機安裝在實驗腔上方的升降系統(tǒng)上并上驅(qū)式主軸復合體上端連接，上驅(qū)式主軸復合體下端和轉(zhuǎn)子系統(tǒng)驅(qū)動連接，升降系統(tǒng)安裝在裝置底座上且位于實驗腔上方，升降系統(tǒng)和實驗腔的腔蓋連接。本實用新型實現(xiàn)離心超重力下材料高通量制備，以及體積力?面力?溫度耦合作用下材料持久、蠕變、疲勞、熱機械疲勞等性能的高通量測試，裝置結(jié)構(gòu)有效，操作方便且安全可靠。

技術領域

本實用新型涉及了離心超重力材料制備與性能測試領域的一種實驗裝置，尤其涉及一種用于材料制備與性能測試的懸臂式離心超重力實驗裝置。

背景技術

材料是實現(xiàn)科學技術和理念的重要載體，是社會發(fā)展和人類進步的物質(zhì)基礎。在高性能材料領域，經(jīng)過多年發(fā)展，我國雖然取得了一些令人矚目的成績，但與發(fā)達國家相比，整體水平仍然比較落后，差距明顯。傳統(tǒng)的新材料研發(fā)過程周期長，投入大，且由于材料成分-結(jié)構(gòu)-性能之間非線性關系，很難實現(xiàn)面向?qū)嶋H性能需求的材料設計。為解決我國新材料研發(fā)周期長，研發(fā)成本高的不足， 2016年國家啟動了材料基因組計劃，旨在實現(xiàn)高性能結(jié)構(gòu)材料研發(fā)由“經(jīng)驗指導試驗”向“理論預測、試驗驗證”的模式轉(zhuǎn)變，其中“材料基因組工程”的核心內(nèi)容是高通量材料制備技術以及材料性能的高通量測試技術。

已報道的高通量材料制備技術，組合薄膜制備技術最為成熟，但只能制備二維材料，無法實現(xiàn)塊體材料的高通量制備。對比文件1(201910538197.7，超重力環(huán)境下使用的固定式實驗艙)、對比文件2(201910538193.9，超重力環(huán)境固定式多場耦合作用下材料性能測試系統(tǒng))、對比文件3(201910539151.7，超重力環(huán)境懸掛式多場耦合作用下材料性能測試系統(tǒng))、對比文件4 (201910853672.X，機載超重離心模擬裝置的多功能實驗艙)報道的現(xiàn)有超重力性能測試裝置，僅適合臂式離心機，且每次只能懸掛兩個實驗艙，考慮到離心超重力主機和機載裝置的動平衡，兩個實驗艙的實驗內(nèi)容和質(zhì)心必須相同，這樣每次實驗只能完成一種類型的實驗，無法在一臺設備上同時實現(xiàn)多種類型實驗，因而實驗效率低，實驗成本高。

因此，迫切需要開發(fā)成分和組織可控的高通量塊體材料制備和性能測試新方法和新技術，實現(xiàn)材料的快速集成設計，從根本上改變材料領域的研發(fā)模式。

實用新型內(nèi)容

本實用新型針對現(xiàn)有基于超重力離心實驗裝置的材料制備或性能測試實驗每次只能開展一種類型的實驗，無法在一臺設備上同時完成多種類型的實驗，即高通量實驗，公開了一種可以實現(xiàn)高通量材料制備或性能高通量測試的離心超重力實驗裝置，解決在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下制約材料高通量制備與性能高通量測試的關鍵難題，顯著提高材料制備和測試的效率，降低成本，提供一種裝配簡單、使用方便、安全系數(shù)高，且適合高通量材料制備與性能測試的懸臂式離心超重力實驗裝置。

本實用新型采用的技術方案：

本實用新型包括離心主機、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、實驗腔和升降系統(tǒng)和上驅(qū)式主軸復合體；轉(zhuǎn)子系統(tǒng)和上驅(qū)式主軸復合體安裝在實驗腔內(nèi)，實驗腔底部安裝在裝置底座上，離心主機安裝在實驗腔上方的升降系統(tǒng)上并上驅(qū)式主軸復合體上端連接，上驅(qū)式主軸復合體下端和轉(zhuǎn)子系統(tǒng)驅(qū)動連接，升降系統(tǒng)安裝在裝置底座上且位于實驗腔上方，升降系統(tǒng)和實驗腔的腔蓋連接。

所述的實驗腔包括實驗腔體、保護殼、實驗腔蓋、立式肘夾和支座；實驗腔體底部通過支座固定安裝在裝置底座上，實驗腔體頂部開口并設有實驗腔蓋；實驗腔蓋周圍的實驗腔體頂面沿圓周均布固定安裝有三個立式肘夾，實驗腔蓋通過立式肘夾與實驗腔體固定，立式肘夾具體為卡扣式連接鎖緊結(jié)構(gòu)；實驗腔蓋和實驗腔體接觸面之間用O型橡膠圈密封，實驗腔體側(cè)壁開設有真空接口，真空接口與外部的地面真空系統(tǒng)或充氣系統(tǒng)相連；實驗腔體內(nèi)周圍設有三層防護殼。