[发明专利]一种基于对称型金刚石对顶砧技术的动态加载装置

说明书

本发明公开了一种基于对称型金刚石对顶砧技术的动态加载装置，包括载体、对称型DAC、多个压电陶瓷和静压加载螺钉；载体包括上盖和套筒；上盖为圆形平板状，套筒为圆柱体状，套筒顶部中心有一凹槽，用来装载对称型DAC，对称型DAC活塞部与载体套筒通过螺钉固定；载体套筒底部沿加载轴方向中心对称分布多个贯通的压电陶瓷装填孔和多个静压加载螺纹安装孔；载体上盖和套筒中心均开通光孔；压电陶瓷为柱状；压电陶瓷与套筒轴线平行，固定设于套筒外周部装填孔内；压电陶瓷下端通过固定螺钉固定在套筒外周部装填孔内，上端与上盖底表面接触。该装置既可用对称型DAC，又可实验快速加载/卸载的实验装置，简化实验操作过程，提高装置使用率，降低实验难度。

技术领域

本发明涉及一种高压装置。

背景技术

高压实验科学传统上可以分为两个领域，静高压实验和动态加载实验。静高压实验主要用于研究准静水压条件下物质的变化。动态或者冲击实验主要研究物质在不同的应变速率下物性的变化。适当的应变速率可以使材料脱离常规的化学平衡态而形成一些亚稳态相，这些对于研究地球矿物的生长过程和动力学研究都有重大意义。因此，为了能够更好的研究和了解应变速率对物质性质的影响，急需一种能够有效实施动态加载的工具。

DAC(diamond anvil cell，金刚石对顶砧)是一种可以产生极高静水压的实验装置，实验过程中几乎不会产生应变率，而动高压技术可以获得103以上应变率。2007年美国Lawrence Livermore National Laboratory的高压研究小组，在传统金刚石对顶砧静态高压技术的基础上，首先发展了可以实现快速加载的高压装置dDAC(Dynamic diamond anvilcell，动态金刚石对顶砧)。作为快速加载装置的一个雏形，此设备所能达到的最大加载速率为500GPa/s。这一技术填补了静态和动高压在压缩速率方面的空白。

Lawrence Livermore National Laboratory的dDAC虽然可以实现比较高的加载速率，但是由于它需要专门化的设计和较大的体积，使装置的调配和装填样品比较困难，且无法使用常用的对称型DAC，导致该装置一次只能准备一个样品，实验过程中无法根据需求快速更换样品，这些很大程度上降低了装置的使用率，增加了实验难度，从而导致装置调配困难、实验操作性差、装置利用率低等技术问题。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明公开了一种既可以利用常用的对称型DAC，又可以实验快速加载/卸载的实验装置DLD(dynamic loading device，快速加载装置)，简化了实验操作过程，可以提高装置的使用率，降低实验难度。

本发明的基于对称型金刚石对顶砧技术的动态加载装置，包括载体、对称型DAC、多个压电陶瓷和静压加载螺钉；其中，

载体包括上盖和套筒；上盖为圆形平板状，套筒为圆柱体状，套筒的顶部中心有一凹槽，用来装载对称型DAC，对称型DAC的活塞部与载体的套筒通过螺钉固定；

载体的套筒的底部沿加载轴方向中心对称分别分布多个贯通的压电陶瓷的装填孔和多个静压加载螺纹的安装孔；

载体的上盖和套筒中心均开有通光孔；

压电陶瓷为柱状；压电陶瓷与套筒的轴线平行，固定设置于套筒的外周部的装填孔内；压电陶瓷的下端通过固定螺钉固定在套筒的外周部的装填孔内，上端与上盖的底表面接触。

优选的，载体的套筒的底部沿加载轴方向中心对称分别分布三个贯通的压电陶瓷的装填孔和三个静压加载螺纹的安装孔。

优选地，上盖和套筒通过静压加载螺钉固定连接。

优选地，将对称型DAC置于该快速加载卸载装置中后，对称型DAC位于凹槽内，对称型DAC位于上盖的下方，与上盖的下表面接触。

优选地，上盖中部有多个螺纹孔，与对称型DAC的套筒部顶端的多个螺纹孔对应。