[實用新型]一種基于X射線的高溫力學(xué)平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202221248422.7
• 申請日: 2022-05-20
• 公開（公告）號: CN217638780U
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫冬柏;俞宏英;王少陽;孟凡強
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué);南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室（珠海）
• 主分類號: G01N23/20008
• 分類號: G01N23/20008;G01N23/085;B01L9/02
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 林玉杰

本實用新型公開了一種基于X射線的高溫力學(xué)平臺，高溫力學(xué)平臺包括X射線發(fā)生器、環(huán)境腔室、試驗機、應(yīng)力檢測器、電加熱器和三自由度位移臺，環(huán)境腔室的四個側(cè)壁分別設(shè)置有入射窗口、衍射信號窗口、吸收信號窗口和溫度檢測窗口；試驗機包括加載器、第一夾持器和第二夾持器，第一夾持器與加載器的輸出端連接，第一夾持器和第二夾持器用于夾持環(huán)境腔室中的樣品；加載器通過應(yīng)力檢測器與第一夾持器連接；電加熱器用于樣品加熱。樣品處于溫度場和應(yīng)力場的同時作用下，利用X射線發(fā)生器向樣品射入X射線，獲得樣品的X射線衍射信號和X射線吸收信號，進行XRD和XAFS聯(lián)用技術(shù)原位表征。本實用新型可廣泛應(yīng)用于材料微觀組織結(jié)構(gòu)測試技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及材料微觀組織結(jié)構(gòu)測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于X射線的高溫力學(xué)平臺。

背景技術(shù)

金屬結(jié)構(gòu)材料在高溫服役過程中，由于受高溫、高應(yīng)力等復(fù)雜環(huán)境因素影響，常規(guī)的實驗表征手段，如透射電鏡、掃描電鏡、三維原子探針等很難對材料的組織、性能演變規(guī)律進行原位研究，只能進行非原位、小樣品的組織結(jié)構(gòu)等的精細(xì)表征，然后將室溫下合金元素的狀態(tài)和材料的組織與性能進行對應(yīng)分析，而這不能真實反映材料服役狀態(tài)下組織結(jié)構(gòu)演變、原子狀態(tài)變化及其相互作用關(guān)系。因此，原位研究金屬結(jié)構(gòu)材料服役狀態(tài)下，力學(xué)性能與微觀結(jié)構(gòu)和合金元素的動態(tài)變化規(guī)律間的相互關(guān)系具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。

同步輻射光源由于高亮度、寬頻譜和相干性好，在金屬材料高溫組織結(jié)構(gòu)表征方面具有獨特優(yōu)越性。而且由于光源的高強度和高通量能在極短的時間得到足夠多的測量信號，從而獲得各種時間分辨的快速同步輻射譜圖，進而為原位實時研究材料服役狀態(tài)的結(jié)構(gòu)演化和變形機理提供了必要的手段。

在溫度場和應(yīng)力場下，原位同步輻射技術(shù)能夠針對金屬樣品進行長程結(jié)構(gòu)或短程結(jié)構(gòu)表征，但是到目前為止，國內(nèi)外的實驗設(shè)備還未見在溫度場與應(yīng)力場同時作用下能夠同時滿足樣品在相同環(huán)境條件下不同尺度結(jié)構(gòu)研究的需求，無法建立組織結(jié)構(gòu)演變和合金元素擴散行為與高溫力學(xué)性能間的直接相互關(guān)系。

實用新型內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題中的至少之一，本實用新型提供一種基于X射線的高溫力學(xué)平臺，所采用的技術(shù)方案如下。

本實用新型所提供的基于X射線的高溫力學(xué)平臺包括X射線發(fā)生器、環(huán)境腔室、試驗機、應(yīng)力檢測器、電加熱器和三自由度位移臺，所述環(huán)境腔室的四個側(cè)壁分別設(shè)置有入射窗口、衍射信號窗口、吸收信號窗口和溫度檢測窗口；所述試驗機包括加載器、第一夾持器和第二夾持器，所述加載器與所述試驗機連接，所述第一夾持器與所述加載器的輸出端連接，所述第二夾持器與所述試驗機連接，所述第一夾持器和所述第二夾持器用于夾持所述環(huán)境腔室中的樣品；所述加載器通過所述應(yīng)力檢測器與所述第一夾持器連接；所述電加熱器設(shè)置在所述環(huán)境腔室中，所述電加熱器用于樣品加熱；所述試驗機設(shè)置在所述三自由度位移臺上。

本實用新型的某些實施例中，所述環(huán)境腔室的側(cè)壁設(shè)置有循環(huán)冷卻水回路。

本實用新型的某些實施例中，所述第一夾持器設(shè)置有循環(huán)冷卻水回路，所述第二夾持器設(shè)置有循環(huán)冷卻水回路。

本實用新型的某些實施例中，高溫力學(xué)平臺包括波紋管，所述波紋管的一端與所述試驗機的側(cè)壁密封連接，所述波紋管的另一端與所述第一夾持器連接，所述第一夾持器貫穿所述波紋管。

本實用新型的某些實施例中，所述第二夾持器伸入所述環(huán)境腔室，所述第二夾持器與所述環(huán)境腔室的側(cè)壁之間通過密封圈密封。

本實用新型的某些實施例中，所述入射窗口、所述衍射信號窗口和所述吸收信號窗口采用膜封裝。

本實用新型的某些實施例中，所述溫度檢測窗口采用石英玻璃封裝。

本實用新型的某些實施例中，所述第一夾持器的夾持端設(shè)置有陶瓷墊片，所述第二夾持器的夾持端設(shè)置有陶瓷墊片。