[實用新型]一種基于掃描電鏡的高低溫力學測試系統

有效

• 申請號: 202221034708.5
• 申請日: 2022-04-30
• 公開（公告）號: CN218003291U
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 趙天彪;張顯程;汪明爐;談建平;謝煜
• 申請（專利權）人: 文天精策儀器科技（蘇州）有限公司;華東理工大學
• 主分類號: G01N23/2251
• 分類號: G01N23/2251;G01N3/02;G01N3/18;G01N3/38;H02K11/01;H02K11/02;H01B7/17
• 代理公司: 北京盛凡佳華專利代理事務所(普通合伙) 11947
• 代理人: 王小燕

本實用新型一種基于掃描電鏡的高低溫力學測試系統，應用在掃描電鏡的真空測試腔內，包括驅動機構、傳動機構、夾具、高低溫力學測試系統載荷加載系統及高低溫控制系統、電磁消除系統、真空光柵尺，所述載荷加載系統控制驅動機構和傳動機構以實現對試樣的夾持，以及力的測試，所述高低溫控制系統調節控制所述高低溫試驗臺的實驗溫度，實現樣品在高低溫環境下的力學測試，通過低溫液體在銀質塊體中的氣化及傳熱，使得銀質塊體達到?196℃～室溫之間的某一低溫值，并通過高低溫載物臺利用熱傳導將試樣溫度降低至實驗目標值，電磁屏蔽涂層減少電磁輻射對電鏡的影響，該真空測試腔具有專用電鏡接口，利于保持真空狀態，提高實驗精度。

技術領域

本實用新型涉及材料原位拉伸測試裝置技術領域，具體為一種基于掃描電鏡的高低溫力學測試系統。

背景技術

人類發展史其實也是材料的發展史，隨著人類科技的不斷進步，對于材料的研究已然從宏觀走向微觀，從離線表征走向在線表征，從常規工況走向嚴苛工況。

掃描電鏡(SEM)作為一種介于透射電鏡與光學顯微鏡之間的一種微觀形貌觀測手段，由于其具有制樣相對簡單，成像景深大，視野大，成像立體效果好等特點而被廣泛的應用于科學研究的各個領域，為了準確研究材料在各載荷狀態下的變化過程，機制及其對性能的影響，結合了SEM電鏡的“原位”技術在近年來有了長足的發展，很多基于SEM電鏡的微型多功能原位試驗臺被開發出來，有效解決了科學研究中對不同載荷條件下材料的原位觀測問題。

隨著人類科技向著核能源、深海、深空的快速發展，常規實驗條件已經難以滿足嚴苛環境下對材料進行性能評定的需求，一些原位熱力耦合原位試驗臺被相繼開發出來。但是由于掃描電鏡腔室大小的限制，以及其對真空度的高要求，帶有環境的原位試驗臺開發較為困難，目前通常只有高溫環境與力學試驗臺相耦合的產品，高低溫環境由于獲得的困難性，以及對SEM電鏡觀測的干擾性，其相關設備十分少見，深冷環境與原位力學試驗臺的耦合產品更是空白，然而航天、深空探測、液體能源儲運等領域向更低溫、裝置規模大型化發展，火災、爆炸等惡性事故時有發生，導致人員傷亡、經濟損失，為保障低溫設備的安全運行，對深冷嚴苛工況下材料的性能研究及安全評價是急需開展的工作。

現有技術CN113138130A-超低溫原位拉伸臺及掃描電鏡超低溫原位拉伸測試系統，公開了一種基于掃描電鏡的超低溫原位拉伸臺，記載了低溫拉伸試驗中工件夾持穩定夾持、循環制冷的技術方案，但該方案存在以下兩個重要缺陷：一是無法實現樣品自動控溫，且無高溫加熱功能，導致進行低溫試驗后，在電鏡真空腔內自然升溫，時長達2-3個小時，由于真空隔熱導致升溫時間長，打開倉門口含有水蒸氣的空氣進入掃描電鏡真空腔體內，低溫模塊和樣品在低溫下凝結水汽結霜，造成掃描電鏡極大的存在損壞風險；二是也無法有效屏蔽元件產生的電磁干擾，干擾掃描電鏡工作時高能電子束軌跡，造成成像畫面出現水波紋，進而影響掃描電鏡成像質量。

實用新型內容

基于上述技術缺陷，本實用新型提供一種基于掃描電鏡的高低溫力學測試系統，具有高低溫控制系統解決了自動控溫的技術問題，伺服電機采用主動電磁屏蔽系統以及及輸送導線均設置電磁屏蔽涂層解決了電磁干擾的問題。