[发明专利]用于磁驱动斜波压缩中样品初始温度的降温装置及方法

说明书

本发明公开了用于磁驱动斜波压缩中样品初始温度的降温装置及方法，包括加载区电极靶和探针工装，所述加载区电极靶和探针工装连接为一体后形成密闭气室，还包括氮气注入接头、氮气导出接头和真空抽气孔，所述氮气注入接头、氮气导出接头和真空抽气孔分别与密闭气室相通。本发明实现了一种可对磁驱动斜波压缩实验中样品预设初始温度进行降温的方式的目的，同时解决了实验中测试探针在低温下凝结空气中水汽而无法使用，影响实验数据正常采集的问题。

技术领域

本发明涉及磁驱动斜波压缩技术领域，具体涉及用于磁驱动斜波压缩中样品初始温度的降温装置及方法。

背景技术

材料的相变、本构关系、状态方程等动力学行为研究中，初始温度T₀是重要参量。初始温度的差异直接导致材料相变所需力学条件的差异，导致本构关系、状态方程表达形式上的差异。为深入研究初始温度对材料动力学行为的影响，通常需要在利用气炮、磁驱动斜波加载技术等动态加载技术研究材料的动力学行为前，对样品初始温度状态进行改变，使样品区的温度达到研究所需温度。

相比气炮加载技术，磁驱动斜波压缩是近十几年发展的新实验加载技术，与之配套的预设样品初始温度技术还很少，降温技术更是空白。

此外，由于磁驱动斜波压缩实验负载区在实验过程中处于极端复杂的电磁环境中，故这里只能采用非接触的光测手段。在低温环境下，探针和样品表面附近空气中的水分子会凝结，阻挡测试激光的传播，影响实验数据的正常采集。

发明内容

本发明的目的在于提供用于磁驱动斜波压缩中样品初始温度的降温装置及方法，实现一种可对磁驱动斜波压缩实验中样品预设初始温度进行降温的方式的目的，同时解决实验中测试探针在低温下凝结空气中水汽而无法使用，影响实验数据正常采集的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

用于磁驱动斜波压缩中样品初始温度的降温装置，包括加载区电极靶和探针工装，所述加载区电极靶和探针工装连接为一体后形成密闭气室，还包括氮气注入接头、氮气导出接头和真空抽气孔，所述氮气注入接头、氮气导出接头和真空抽气孔分别与密闭气室相通。进一步的，针对磁驱动斜波压缩实验加载技术中的样品初始温度降温技术空白的问题，本发明设计了一种降温装置，包括加载区电极靶和探针工装，通过特制的加载区电极靶和探针工装，使加载区电极靶与样品，样品与测试探针固定于所需位置；再通过往电极靶和探针工装形成的密闭气室内注入压缩氮气，可达到对样品降温的目的。本发明还将密闭气室与真空抽气孔连接，通过真空泵，抽出加载区电极靶和探针工装形成的密闭气室内的空气，可避免测试探针由于低温凝结空气中的水汽而无法使用，影响实验数据正常采集的问题。

在加载区电极靶上设置有轴向高度相同的柱体气室和八面体气室，所述柱体气室位于八面体气室的中心。进一步的，柱体气室用于与真空抽气孔连通，探针和样品均位于柱体气室内部，利用真空抽气泵与真空抽气孔内相通可将柱体气室内的空气抽出，有效避免了探针和样品表面附近空气中的水分子会凝结，阻挡测试激光的传播的问题。八面体气室主要用于与氮气注入接头、氮气导出接头连接，通过氮气注入接头向八面体气室与柱体气室之间形成的密闭气室内注入持续氮气，同时氮气导出接头持续导出氮气，达到给柱体气室降温的目的，使得柱体气室内的样品预设初始温度达到目的温度。

优选的，所述柱体气室和八面体气室的顶端还开有密封圈槽。采用密封圈安装在密封圈槽内，可提高加载区电极靶和探针工装连接后气室的闭门性。

优选的，在探针工装上设置有探针固定柱，所述探针固定柱的顶端开有沉孔，所述沉孔的中心轴线与探针工装的中心线重合，在探针工装上还设置有真空抽气孔、沉槽，所述真空抽气孔的中心线与探针工装的中心线相互平行，且真空抽气孔、沉槽与探针固定柱形成一个“Z”字型抽真空通道。进一步的，探针固定柱用于固定探针离样靶的距离和垂直度，真空抽气孔通过沉槽与探针固定柱连接，探针固定柱与柱体气室相通，真空抽气孔、沉槽与探针固定柱形成一个“Z”字型抽真空通道。