[实用新型]高/低温-电磁场复合条件加载的纳米压痕测试仪器

说明书

本实用新型涉及一种高/低温‑电磁场复合条件加载的纳米压痕测试仪器，属于机电一体化精密仪器领域。包括纵向精密纳米压痕驱动加载模块、横向磁加载模块、低温纵向磁场模块、高温电场模块和隔震台，结构简单，可用于真空或惰性气体环境中，既防止低温对试验台结冰造成的实验误差，也避免高温造成对压头和试件的氧化。纵向精密压入驱动模块实现压头精密压入，通过位移信号和力信号进行精密纳米压痕检测；横向磁加载模块随压头在纵方向同步移动确保压入时试件与压头区域横向磁场的稳定性；低温纵向磁场模块实现材料在低温场中，加载纵向磁场，并与横向磁加载模块共同实现对材料的双向磁场环境；高温电场模块主要实现在高温环境中对材料施加电场。

技术领域

本实用新型涉及机电一体化精密仪器、纳米压痕领域，特别涉及一种真空或惰性气体等多氛围环境下的高/低温-电磁场复合条件加载的纳米压痕测试仪器，尤指一种高/低温-电磁场复合条件加载的纳米压痕测试仪器。本实用新型涉及多物理场下的纳米压痕技术，尤其是低温双向磁场和高温电场、横向磁场的测试，为材料的力学性能测试提供更复杂的测量环境，成为接近服役状态下的多场纳米压痕测量仪。

背景技术

随着我国科技的发展，对工业材料性能的研究和测试成为当今学术界的热点方向之一，传统对材料在宏观上的研究分析已经不能满足当今对材料的需求；纳米压痕技术可以在微观的角度阐述材料的力学性能，并且可以对材料的使用寿命等重要指标进行预测。

随着我国工业对材料的要求不断提升，越来越多的新材料孕育而生，能够对材料性能进行预测和控制，也是当今材料学界的重要研究方向，可以为新材料设计出复杂环境下的力学性能测试装置，是机械行业的主要任务之一。

现阶段，我国单种或双种物理场下的纳米压痕设备已趋于成熟和稳定，而可以提供两种以上物理场的纳米压痕设备仍处于起步阶段，尤其磁场下复杂环境的纳米压痕设备较为短缺。

传统的力学性能测试仪器不能真实的测量出材料在实际工况下的性能，其测试方法、理论和测试仪器相对落后，可信度低，对材料微观组织变化的内在机理与材料宏观力学性能的综合分析难以表述清楚，已经不能满足现在工业材料的需要。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高/低温-电磁场复合条件加载的纳米压痕测试仪器，解决了现有技术存在的上述问题。本实用新型综合两种实验台模块，提供磁场下高温、低温连续可控的综合性实验平台，大大提升了仪器的使用效率，为纳米压痕设备的研制奠定基础。本实用新型可以对材料微观力学性能进行测量，并提出相应的测试方法，已成为新型材料测试仪器的发展趋势。本实用新型集精密驱动、磁场控制、温度控制等技术为一体，可应用于真空或惰性气体等多氛围环境下，防止低温环境造成结冰现象，对测试精度产生影响；其中由于在真空环境内，避免了高温环境造成对压头和试件的氧化，从而减小由温漂造成的测试误差，进而研究材料微观的力学性能；本实用新型基于微纳米压痕测试技术，从而获取材料的硬度、弹性模量、蠕变特性等重要材料属性，通过低温力磁耦合、高温力电磁耦合作用，对材料微观力学行为和微观组织结构演化进行研究，用以对料设计制造、及其制品的寿命预测和可靠性评估。测试装置结构紧凑、具有模块化的结构特点，操作简便，测量精度高，在材料研制、装备制造、钢铁冶金、国防军事和航空航天等领域具备广阔的应用前景。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：