[实用新型]微纳米级原位纳米压痕刻划测试系统

权利要求书

1.一种微纳米级原位纳米压痕刻划测试系统，主要由X、Y和Z轴方向定位平台、驱动和检测单元以及用于观测存储测试过程中材料变形、损伤状况的高分辨率数字显微成像系统组成，其特征在于，所述的X、Y和Z轴方向定位平台中的X、Y轴方向精密定位平台(17)通过能同时沿X、Y轴方向移动的滑动机构装配在底座(2)上，Z轴方向的精密线性定位平台(6)与固定在底座(2)上的侧板(3)滑动配合，所述的驱动和检测单元安装在Z轴方向的精密线性定位平台(6)上，高分辨率数字显微成像系统装配在与底座(2)固定安装的横梁(10)上。

2.根据权利要求1所述的一种微纳米级原位纳米压痕刻划测试系统，其特征在于，所述的滑动机构主要由垂直交叉布置的导轨和对导轨施力的动力拖链组成，定位平台(17)安装在固定于基座Ⅰ(18)的导轨Ⅱ(26)上，导轨Ⅱ(26)通过X轴移动滑块(23)安装在固定于基座Ⅱ(22)的导轨Ⅲ(28)上，基座Ⅱ(22)固定安装在底座(2)上，定位平台(17)和X轴移动滑块(23)分别由动力拖链Ⅱ(25)和动力拖链Ⅲ(24)带动沿Y轴和X轴方向移动，移动量由相应的光栅检测系统检测并作为反馈信号进行闭环控制。

3.根据权利要求1所述的一种微纳米级原位纳米压痕刻划测试系统，其特征在于，所述的Z轴方向的精密线性定位平台(6)由动力拖链Ⅰ(4)带动沿Z轴方向移动，移动量由光栅检测系统检测并作为反馈信号进行闭环控制。

4.根据权利要求1或3所述的一种微纳米级原位纳米压痕刻划测试技术与系统，其特征在于，所述的驱动和检测单元主要由柔性铰链、压电叠堆、力和位移传感器和金刚石压头组成，柔性铰链(8)通过连接板Ⅰ(7)固定安装在定位平台(6)上，力传感器(19)螺纹连接在柔性铰链(8)下端，精密位移传感器(20)固定安装在连接板Ⅰ(7)上，金刚石压头(21)通过连接杆安装在力传感器(19)上，并由锁紧螺钉锁紧。

5.根据权利要求1所述的一种微纳米级原位纳米压痕刻划测试系统，其特征在于，所述的高分辨率数字显微成像系统主要由横梁、连接件、导杆和CCD数字成像系统组成，CCD数字成像系统通过连接件Ⅳ(15)和连接件Ⅲ(14)装在导杆(13)上，导杆(13)通过连接板Ⅱ(9)固定在横梁(10)上，连接件Ⅳ(15)与连接件Ⅲ(14)之间滑动配合，并通过调整螺母(12)定位，连接件Ⅲ(14)滑动安装在导杆(13)上，并通过锁紧螺母Ⅰ(11)定位。

6.根据权利要求4所述的一种微纳米级原位纳米压痕刻划测试系统，其特征在于，所述的驱动和检测单元为精密压入驱动单元，该单元包括装在柔性铰链(8)上的2个压电叠堆Ⅰ(29)和压电叠堆Ⅱ(30)，并采用压电叠堆Ⅰ(29)和压电叠堆Ⅱ(30)同时驱动，加大金刚石压头(21)在Z轴方向的精密进给行程。