[发明专利]双探针微纳米力学检测系统

权利要求书

1.双探针微纳米力学检测系统，其特征在于，由支架左部分(11)和支架右部分(10)构成的支架(2)安装于底板(1)上，且支架左部分(11)和支架右部分(10)可分别绕其安装轴转动；在支架左部分(11)和支架右部分(10)之间靠近底板(1)边缘位置安装精密一维平台(5)，并由平台旋钮(6)调节；精密一维平台(5)的一端连接滑块(16)，并在滑块(16)下方设置滑轨(17)；在滑轨(17)的两侧，分别设置安装于支架左部分(11)上的左侧压电陶瓷(13)以及安装于支架右部分(10)上的右侧压电陶瓷(12)；“L”形的第一探针固定架(8)一端安装在支架右部分(10)上，另一端连接第一探针(14)，第一探针固定架(8)沿着y方向调节位置，“L”形的第二探针固定架(9)安装在支架左部分(11)上，另一端连接第二探针(15)，第二探针固定架(9)沿着x和z方向调节位置；在支架右部分(10)的侧边安装第一反射镜(18)和第二反射镜(19)，在支架右部分(10)安装精密一维平台(5)的一侧安装激光器(3)和PSD探测器(4)，在支架左部分(11)上安装压电陶瓷接口(7)。

2.根据权利要求1所述的双探针微纳米力学检测系统，其特征在于，所述第二探针固定架(9)上设置x方向粗调旋钮(26)和z方向粗调旋钮(25)，用来调节第二探针(15)的位置。

3.根据权利要求1所述的双探针微纳米力学检测系统，其特征在于，所述第一反射镜(18)由第一旋钮(20)和第二旋钮(21)调节角度，第二反射镜(19)由第三旋钮(22)和第四旋钮(23)调节角度。

4.根据权利要求1所述的双探针微纳米力学检测系统，其特征在于，利用所述双探针微纳米力学检测系统进行测量的方法包括如下步骤：

1)选择与待测试样力学常数相当的探针作为加载和测试工具，安装在 第一探针位置上并作为第一探针(14)；

2)调整激光器(3)的功率及光线角度、通过第一旋钮(20)和第二旋钮(21)调整第一反射镜(18)的角度、通过第三旋钮(22)和第四旋钮(23)调整第二反射镜(19)的角度，使激光器(3)发出的光线经过第一反射镜(18)，入射到第一探针(14)的尖端，反射光线经第二反射镜(19)入射到PSD探测器(4)的光敏感区的中心位置；观察程序显示的模拟光斑在探测器上的位置，通过进一步微调第三旋钮(22)和第四旋钮(23)使得光斑也定位在模拟探测器靶元的中心位置；

3)用一个已经标定的探针对待使用的第一探针(14)进行原位加载，通过显微图像实时采集系统记录，并且同时记录PSD探测器(4)上光斑位置，得到PSD探测器(4)上光斑位置与微力的对应关系；

4)在高清晰显微镜下，用微操纵的机械手配合钨丝针尖调整试样的位置，并采用环氧树脂将试样粘接在第二探针(15)上，并将安装第二探针(15)的第二探针固定架(9)安装到支架左部分(11)上；在光学显微镜的监视下，调整第一探针(14)的位置，使其与试样末端对准；

5)通过压电陶瓷的驱动系统对右侧压电陶瓷(12)和左侧压电陶瓷(13)采用独立加载或同时加载，分步加载或连续加载的方式施加电压，同时通过显微图像实时采集系统记录待测试样的图像，并记录在加载过程中的PSD探测器(4)光斑位置。