[实用新型]力电热垂直磁场耦合条件下材料性能原位测试仪器

说明书

技术领域

本实用新型涉及精密科学仪器领域，特别涉及一种力电热垂直磁场耦合条件下材料性能原位测试仪器。可以为被测材料样品提供压缩载荷以及电场—热场—垂直磁场多物理场加载，从而可以精准测试被测材料样品的压缩曲线以及电滞回线、电致伸缩、磁滞回线等材料物理参数。配合光学显微镜等原位观测设备不仅可以有效的对被测材料样品在单一物理场加载条件下微观组织结构变化以及材料物理性能参数进行实时动态的原位监测，还可以探究在多物理场耦合条件影响下材料各项物理性能参数变化情况。

背景技术

新型材料的研发和应用是工业发展的基础，材料科技的不断发展也依赖于对材料的各项力学参数与物理性能的深入研究。随着材料技术的不断快速发展，各项新材料的不断涌现。面对这些材料性能的分析测试也逐渐成为国际学术界和工程界的研究热点。特别是针对服役于航空航天等在多物理场下服役的材料，传统的单一材料力学性能测试手段已经难以全面的反映出材料的物理特性。在现有的研究水平下，针对单一物理场，例如单一力场、电场，磁场、温度场下服役的材料，对其物理特性测试的技术已经趋于成熟。但在多物理场耦合环境下针对材料物理性能进行参数测试的技术和仪器还有待于进一步的研究和开发，因此能够开发一种力电热垂直磁场耦合条件下材料性能原位测试仪器，已成为新型材料测试仪器的发展趋势。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种力电热垂直磁场耦合条件下材料性能原位测试仪器，解决了现有商业化仪器设备不能集中实现力—电—热—磁的多物理场耦合作用下的材料性能测试的问题。本实用新型不仅可以实现在压缩加载的基础上同时构建电场—热场—磁场的多物理场耦合条件，测量材料样品压缩曲线、电滞回线、电致伸缩曲线，磁致伸缩曲线等参量还可以探究在多物理场耦合条件影响下材料各项物理性能参数变化情况。为多物理场耦合条件下材料微观力学性能以及材料物理特性参数以及多物理场耦合相互影响条件下材料物理特性参数变化情况的探究提供有效的手段和方法。配合显微镜可实现有效的监测材料试件微观变形、损伤机制、微观组织结构变化以及物理性能演化的实时动态原位监测。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

力电热垂直磁场耦合条件下材料性能原位测试仪器，包括由固定端装配组件1、活动端装配组件2组成的轴向力加载平台5，硅油槽装配组件3，以及可控电磁铁组件4，所述轴向力加载平台5由固定端装配组件1和活动端装配组件2组成，共同装配在基板502上，固定端装配组件1与基板502通过螺钉固定连接，活动端装配组件2通过活动端导轨201和活动端滑块202与基板502连接；硅油槽装配组件3通过两端绝缘夹具、可控电磁铁组件4的可控电磁铁401的两端磁头以及硅油槽支柱301固定支撑在轴向力加载平台5之上；可控电磁铁组件4的电磁铁支撑座402为控电磁铁401提供支撑作用，并通过螺钉与基座501固定连接。

所述的固定端装配组件1通过螺钉固定连接在基板502上，固定端底座101和固定端底板103间通过定位键102定位，由螺钉固定连接；固定端底板103下端面设有对应尺寸的定位键槽通过螺钉安装定位键102，固定端底座101上端面设有通槽，力传感器105通过螺钉与固定端背板104连接，固定端背板104通过螺钉固定于固定端底板103上，连接法兰106一侧通过螺钉与力传感器105连接，另一侧通过螺钉与固定端主轴107连接；固定端轴承座113通过螺钉与固定端底板103固定连接，固定端轴承座113以及安装在固定端轴承座113内的两个固定端圆柱滚子轴承110为固定端主轴107提供支撑；固定端轴套109以松配合的方式安装在固定端主轴的相应轴段，其端面靠紧轴承内圈的端面，固定端圆螺母108通过主轴上的螺纹靠紧固定端轴套109；力传感器105实时测量施加在被测材料样品601上的压缩力值；固定端夹具体114通过螺钉与固定端主轴107前端相连，固定端夹具体114上安装夹具体立式电极603和夹具体卧式电极604，夹具体立式电极603上连接电源导线，配合高压放大器为被测材料样品601提供高压电场加载。