[实用新型]一种低温纳米压痕实验装置

说明书

本实用新型公开了一种低温纳米压痕实验装置，由下向上依次为底座、工作台板、真空罩以及试验机,工作台板的中心为贯穿的圆形空腔，圆形空腔的中部固定连接有换热板，换热板上方放置有圆盘形的样品托盘；样品托盘的上表面设有样品夹持组件和环形的齿条，齿条上啮合有伺服电机。真空罩的顶部设有开孔，试验机的压力杆由开孔穿入；样品托盘的下方设有盘形布设的导液管，导液管上连接有若干竖直向上的喷头，导液管的尾端连接有液氮储存罐。该样品承料盘上可同时放置多个实验带材，便于测量同种材料在不同温度下的力学参数，便于实验开展，有效缩短实验时间，同时减少液氮消耗，降低试验成本。

技术领域

本实用新型属于超导材料试验装置技术领域，具体涉及一种低温纳米压痕实验装置。

背景技术

随着纳米技术的发展，新的纳米结构、纳米材料及其卓越性能不断被人们发现和认识，并显示了非常广阔的应用前景。新型纳米材料的飞速发展迫切需要与之相匹配的纳米力学性能测试策略。由于传统测试手段的限制，科学家们研究出了纳米压痕测试方法，该方法由于具有对样品无特殊要求、测试快速等优点，因此逐渐成为材料基本力学性能测试的手段。

虽然纳米压痕测试方法对于传统的拉压测试有一定的优势，但目前市场上大多商用纳米压痕测试装置还只能实现室温及高温测试，很少涉及到低温环境。随着超导科技、高速运输等领域的迅速发展，超导材料的性能测试引起了大家的关注。然而，超导材料只有在低温环境（4.2～77K）下才能够充分发挥其性能，因此对于低温环境的纳米压痕测试研究显得至关重要。

虽然目前有些实验室已经对低温环境的纳米压痕装置进行了尝试性设计，但由于其缺乏设计经验并未得到广泛的认可和推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有纳米压痕试验装置难以测试超导材料的问题。

为此，本实用新型采用如下技术方案：

一种低温纳米压痕实验装置，包括水平的工作台板，所述工作台板的中心呈贯穿的圆形空腔，所述圆形空腔呈梯形，且上端开口大、下端开口小；圆形空腔的中部固定连接有换热板，所述换热板隔断圆形空腔的上下两端；

换热板上方放置有圆盘形的样品托盘，且样品托盘紧贴换热板；样品托盘的上表面设有环形的齿条和若干环形布设的样品夹持组件，所述齿条上啮合有齿轮，所述齿轮上连接有伺服电机；所述样品托盘的外缘连接有若干滚轮，所述滚轮紧贴圆形空腔的内壁；

所述工作台板的上方设有真空罩，所述真空罩的顶部设有圆形开孔，所述开孔内穿设有试验机的压力杆，所述压力杆与真空罩之间设有密封环；所述样品托盘的下方设有盘形布设的导液管，所述导液管上连接有若干竖直向上的喷头，导液管的尾端连接有液氮储存罐。

进一步地，所述夹持组件包括两个并列设置的弧形夹持弹片，所述夹持弹片的一端与样品托盘固定连接，另一端可压紧实验材料；夹持弹片前端的下表面上还连接有贴片式温度传感器。

进一步地，所述夹持组件沿环形均匀布设，当样品托盘转动时，各夹持组件依次穿过压力杆的正下方。

进一步地，所述工作台的下方设有封闭式底座，且底座内部呈空腔，所述导液管由底座的一侧穿入，底座的另一侧上还设有排气孔，所述排气孔上连接有排气管。

进一步地，工作台板的下表面和底座的外侧均裹覆有隔热板。

进一步地，所述工作台板的上表面开设有用于安放真空罩的固定槽。

进一步地，所述换热板和样品托盘均为铜质材料。

本实用新型的有益效果在于：该样品承料盘上可同时放置多组实验材料，便于测量同种材料在不同温度下的力学参数，或不同材料的力学参数，有利于开展试验，可有效缩短试验时间，同时减少液氮消耗，降低试验成本。

附图说明