[发明专利]一种材料全温度段多场耦合性能的压痕系统及方法

权利要求书

1.一种材料全温度段多场耦合性能的压痕系统，其特征在于，所述系统包括：

驱动装置，用于利用温度得到推动力；

压痕装置，用于通过所述驱动装置产生的推动力对被测量材料施加压力；所述压痕装置上设置有第一电极；

样品定位装置，用于放置被测量材料；所述样品定位装置上设置有第二电极；

支撑装置，用于为所述驱动装置、压痕装置和样品定位装置提供支撑；所述支撑装置置于透射电镜内；

所述驱动装置与所述压痕装置接触；所述驱动装置、压痕装置和样品定位装置固定在所述支撑装置上；所述第一电极和第二电极分别与外部电源连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述驱动装置包括热双金属片；所述热双金属片的第一端固定在所述支撑装置上，所述热双金属片的第二端悬空；所述热双金属片包括第一金属片和第二金属片，所述第一金属片和第二金属片接触；所述第一金属片和第二金属片的线膨胀系数不同；所述第一金属片和第二金属片利用温度产生形变，通过所述形变得到推动力。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压痕装置包括三悬梁部件；所述三悬梁部件包括第一绝缘块、第一驱动触球、第二驱动触球、空载梁、驱动梁和测力悬臂梁，第二驱动触球与空载梁之间间隔第一设定距离；

所述第一绝缘块固定在所述支撑装置上，所述第一绝缘块为绝缘材料；

所述空载梁的第一端固定在所述第一绝缘块上；

所述第一驱动触球设置在所述空载梁的第二端上靠近所述驱动装置的一侧；所述第一驱动触球与所述驱动装置接触，用于将所述驱动装置产生的推动力通过所述空载梁传递给第二驱动触球；

所述驱动梁的第一端固定在所述第一绝缘块上，所述驱动梁为导电材料；所述驱动梁上设置有第一电极，所述第一电极与外部电源连接；

所述第二驱动触球设置在所述驱动梁的第二端上靠近所述空载梁的一侧；所述第二驱动触球被所述空载梁推动，进而带动所述驱动梁向所述样品定位装置移动；

所述测力悬臂梁的第一端设置在所述驱动梁的第二端上远离所述空载梁的一侧；所述测力悬臂梁的第二端上远离所述空载梁的一侧设置有压力端；所述压力端与被测量材料之间间隔第二设定距离；所述测力悬臂梁和所述压力端上分别涂覆导电材料或所述测力悬臂梁和所述压力端为导电材料；所述测力悬臂梁被所述驱动梁带动向所述样品定位装置移动，进而对所述样品定位装置上的被测量材料施加压力；所述第一设定距离和第二设定距离用于确定被测量材料的温度区间。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述压力端面向被测量材料的一侧为针形结构或面形结构。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述样品定位装置包括第二绝缘块和样品支撑台，所述第二绝缘块设置在所述支撑装置上；所述样品支撑台的第一端固定在所述第二绝缘块上；所述样品支撑台的第二端设置有用于放置被测量材料的卡槽；所述第二绝缘块为绝缘材料；所述样品支撑台为导电材料；所述样品支撑台上设置有第二电极，所述第二电极与外部电源连接。

6.根据权利要求1至5任一所述的系统，其特征在于，所述支撑装置包括金属环。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述金属环为中空结构。

8.一种材料全温度段多场耦合性能的压痕方法，其特征在于，驱动装置、压痕装置和样品定位装置固定在支撑装置上，所述压痕装置的第二驱动触球与空载梁之间间隔第一设定距离，所述压痕装置的压力端和样品定位装置上的被测量材料之间间隔第二设定距离；所述第一设定距离和第二设定距离用于确定被测量材料的温度区间；所述支撑装置置于透射电镜内，所述方法包括：

所述驱动装置将利用温度得到的推动力作用到压痕装置；

所述压痕装置对样品定位装置上的被测量材料施加压力；

位于所述压痕装置的第一电极和位于所述样品定位装置的第二电极分别与外部电源连接。