[发明专利]一种适用于多环境真空测试设备的力学加载装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，是一种适用于多环境真空测试设备的力学加载装置。

背景技术

固态气体传感器在医疗诊断、环境监测、人身安全保护等方面有着重要的作用。例如，基于SnO₂纳米线制备的气体传感器能够有效检测CO气体，从而，在传感器的监控下，实时对气体进行监测能够防止CO中毒。另一方面，众多材料的特性会随着环境气氛的改变而发生变化，换言之，通过改变化学环境氛围，可以对材料的特性进行调控。

另一方面，功能材料中的应力应变对其结构与性能有重大影响。其中，应力应变包括空载下材料中的应力应变以及外部力学加载下材料中的应力应变。如，在Pb(Zr,Ti)O₃、BiFeO₃等铁电薄膜中，通过离子掺杂、膜厚控制、薄膜取向控制以及基底选择可以改变材料中的应力应变，从而影响压电响应系统，实现应力应变对材料特性的调控。此外，可以通过外部力学加载调控材料的性能。如，通过原子力显微镜AFM的针尖可以在材料上施加应力载荷，从而改变材料的特性。且目前应力载荷对功能材料性能的调控研究主要集中在纳米尺度，有必要对材料在更直观的宏观力学加载下的特性进行研究。

随着对材料特性的深入研究，有必要对化学环境与力学加载耦合作用下材料的特性进行揭示。但是目前用于真空、化学环境下进行力学加载的仪器由于需要特殊的防腐蚀及润滑等处理，成本高昂。因而有必要设计一种成本低廉、结构紧凑、与现有真空设备兼容性良好的力学加载系统。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种在大气环境、真空环境或各种化学环境下对样品进行拉伸、弯曲等力学加载的仪器

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种适用于多环境真空测试设备的力学加载装置，包括固定安装在测试设备外侧上的安装平台，安装在所述安装平台上远离测试设备一端上的精密电动平移单元，安装在安装平台上靠近测试设备一端上的、带杆波纹管以及设置于测试设备内侧的样品装载单元，所述带杆波纹管包括依次连接的真空腔体波纹管法兰、波纹管主体、波纹管盲法兰以及第二波纹管连接杆以及穿过真空腔体波纹管法兰与波纹管主体内侧与波纹管盲法兰连接的第一波纹管连接杆，所述第二波纹管连接杆分别与精密电动平移单元和波纹管盲法兰连接，由精密电动平移单元驱动纹管盲法兰平移，所述波纹管法兰真空腔体波纹管法兰装设在测试设备的法兰对外接口上，所述第一波纹管连接杆连接测延伸到测试设备的内侧并与样品装载单元连接。

进一步地，还包括固定安装在测试设备外侧上的安装平台，所述精密电动平移单元安装在所述安装平台上远离测试设备一端上，所述带杆波纹管安装在安装平台上靠近测试设备一端上。

进一步地，所述精密电动平移单元包括相互连接的连接单元和驱动单元，所述连接单元与第二波纹管连接杆连接，所述驱动单元驱动连接单元平移。

进一步地，所述连接单元包括从上到下依次连接的连接座、平移台台面和底座，所述底座与安装平台固定连接，所述连接座与第二波纹管连接杆连接，所述平移台台面由驱动单元控制相对底座平移活动。

进一步地，底座上设置有V型导轨，平移台台面沿所述V型导轨发生平移运动。电机驱动器驱动步进电机发生转动，电机轴芯通过弹性连轴器连接至精密丝杠，精密丝杠转动并带动平移台台面沿着V型导轨移动。

进一步地，所述驱动单元包括：步进电机、高精度丝杠和丝杠座，所述步进电机与安装平台固定连接，所述高精度丝杠分别与步进电机和平移台台面连接，所述高精度丝杠设置在丝杠座上，所述丝杠座固定设置在底座上。

进一步地，所述高精度丝杠通过弹性联轴器与步进电机相连接。

进一步地，步进电机设置有RS232通信接口和/或手轮，所述RS232通信接口用于连接外部控制设备驱动步进电机转动；所述手轮用于驱动步进电机发生转动。

进一步地，所述样品装载单元包括：上、下压板和连接杆，上压板与下压板活动连接，下压板与连接杆固定连接，连接杆与第一波纹管连接杆通过连接件连接。

进一步地，上、下压板在对应的位置开有多个通孔，其中上压板的通孔不带螺纹，下压板的通孔带有螺纹。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

与现在技术相比，结构简单、紧凑，成本低廉，能够有效解决大气环境、真空环境及各类化学环境如：氧气、氮气、氩气、甚至氨气等腐蚀性气体等气体氛围下进行力学加载的问题。