[发明专利]原位纳米拉伸实验测量检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种拉伸实验测量检测装置。

背景技术

通常对于纳米复合功能材料的机械性能的检测是采用拉伸实验的方法，通过获得实时的应力-应变曲线来分析材料的断裂特性、弹性模量等机械性能参数。纳米复合功能材料的微观形貌对其机械性能影响很大，目前主要采用扫描电子显微镜(SEM)及原子力显微镜(AFM)等手段对纳米复合功能材料的微观结构进行表征。人们从拉伸实验和微观结构检测两种实验手段得到的数据进行分析，进而优化纳米功能材料的制作工艺。在此过程中，机械性能的测量及微观形貌的检测是独立的、分离的两个过程。目前的研究结果表明，如果将两个过程合二为一，研究诸如：对材料局部裂纹的实时跟踪观察；在拉伸过程中，复合材料中不同相之间断裂或脱离分开的状态及规律；材料局部微观结构的变化的观测等一系列相关问题，不但可以进一步优化纳米复合材料的加工制作工艺过程，还能够从机理上深入理解复合材料的失效机理等理论问题。然而这些问题的研究都需要动态观察样件在受力状态下微观形貌的变化。因此制约这个领域的发展的根源在于缺乏一种方便易行的在加载过程中能够测量微观形貌的合二为一的测量检测技术。因此，设计一种机械性能的测量及微观形貌的检测两个过程合二为一的测量检测装置成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的机械性能的测量及微观形貌的检测是独立的、分离的两个过程的问题，进而提供一种原位纳米拉伸实验测量检测装置。

本发明的技术方案是：原位纳米拉伸实验测量检测装置由检测装置和拉伸测量装置组成，所述检测装置由检测系统和工作台组成，所述检测系统旋于工作台的上方；所述拉伸测量装置包括步进电机、联轴器、机架侧板、机架底板、导轨、左右旋丝杠、左车架组、左夹具、右夹具、右夹具连接块、右车架组、力传感器、力传感器保持架、轴承座、读数装置、参考器支架、光栅尺和参考器，所述左右旋丝杠的左侧为右旋丝，左右旋丝杠的右侧为左旋丝，所述机架底板的左端面上固装有机架侧板，所述机架侧板的左端面上固装有步进电机，步进电机的输出轴穿过机架侧板的安装孔与联轴器固接，所述机架底板的前后凸台的上端面上固装有导轨，所述导轨的左右两端分别安装有左车架组和右车架组，所述左车架组的左滑块和右车架组的右滑块与导轨滑动配合，所述左右旋丝杠的右旋丝端穿过左车架组与联轴器固接，左右旋丝杠的左旋丝端穿过右车架组与轴承座滑动连接，所述左右旋丝杠的两端分别与左车架组的左法兰丝母和右车架组的右法兰丝母螺纹连接，所述左夹具安装在左车架组的左车架的凹槽内，所述右夹具连接块安装在右车架组的右车架的凹槽内，所述右夹具安装在右夹具连接块的凹槽内，所述右车架组的右车架的右端面上固装有力传感器保持架，所述力传感器的左右端面分别与右夹具连接块和力传感器保持架固接，所述参考器支架固装在右车架组的右车架的上端面上，所述参考器固装在参考器支架的凸沿的下端面上，所述光栅尺固装在右车架组的右车架的前端面上，所述读数装置安装在机架底板右端的前端面上；所述拉伸测量装置固装在检测装置的工作台上。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明将机械性能的测量及微观形貌的检测两个独立的、分离的过程有机结合，本发明促进了需要对样品在受力状态下微观形貌变化进行动态观察的研究领域的进一步发展，如薄膜材料的失效机理研究、生物材料在受力过程中的形态变化以及其它微小零部件的失效机理分析等领域。综上所述，本发明对纳米复合功能材料的机械性能的测量及微观形貌的检测具有重要的理论意义和良好的应用前景。

附图说明

图1是拉伸测量装置的立体图，图2是本发明的整体结构主视图示意图，图3是拉伸测量装置的俯视图，图4是图3的A-A剖视图，图5是图4的B向视图，图6是图4的C-C局部剖面图，图7是图4的D-D局部剖面图。

具体实施方式