[发明专利]一种用于材料实验的静电悬浮装置

说明书

本发明涉及一种用于材料实验的静电悬浮装置，包括腔体和位于腔体内的样品释放回收系统，所述样品释放回收系统包括电机驱动装置、腔内装置和真空加压装置，以实现样品的自动释放和回收。

技术领域

本发明属于材料科学研究领域，涉及空间材料科学技术领域，更具体地，涉及一种可应用于空间材料实验与应用平台的静电悬浮装置。

背景技术

空间材料实验与应用平台是空间材料科学研究的重要组成部分，主要用于空间材料科学新领域的探索，引导空间材料科学实验的研究方向与研究内容，培育空间材料科学重大成果，并为当前空间材料科学基础问题研究以及具有重大应用价值的材料制备提供支持条件。

静电悬浮技术是一种新型的材料研究手段，广泛应用于地面材料基础科学研究领域，主要包括：晶体生长过程界面稳定性及缺陷形成机理研究、材料非平衡态及相变过程研究、熔体物性精确测量等。将静电悬浮技术与空间材料实验平台相结合，对于开展新材料探索、天地差异性对比、材料合成机理研究等方面具有重要价值。

根据空间材料实验与应用平台的设计要求，静电悬浮装置需要适应地面测试、发射升空以及在轨运行这三个阶段的使用环境，需要具备七大系统(释放回收系统、位置控制系统、激光加热系统、真空加压系统、物性测量系统、实验平台系统、实验电控系统)的设备集成接口。

目前常见的静电悬浮系统，结构松散，集成度低，只能在地面稳定的环境中使用，无法经受发射阶段的力学作用。此外，地面使用过程中，不需要考虑挥发物污染的问题，可由地面测试人员根据使用情况，实时清理；而在轨使用时，需要尽量延长设备的使用寿命，减少污染物对设备的损坏，但是目前已有设备缺乏污染防护的措施。再者，已见报道的静电悬浮装置只能适用于真空环境，例如专利文件CN104569033A公开的一种包括真空容器的静电悬浮装置，未能适用充气加压的测试条件，使用受限。

基于以上原因，现有的静电悬浮系统无法满足空间应用的需求。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于材料实验的静电悬浮装置，适用于空间材料的实验测试。

本发明提供一种用于材料实验的静电悬浮装置，包括腔体和位于腔体内的样品释放回收系统，所述样品释放回收系统包括电机驱动装置、腔内装置和真空加压装置，以实现样品的自动释放和回收。

优选地，所述腔内装置包括样品盒、废样盒、样品盒旋转电机、样品释放直线电机和样品回收直线电机，所述样品盒用于承载所述样品，由所述样品盒旋转电机对样品进行更换，所述样品释放直线电机用于将所述样品输送至所述腔体内部，对于实验完成后的成功样品，由所述样品释放直线电机将所述样品重新回收至样品盒中，对于实验失败的失控样品，则通过所述真空加压装置吹气清扫，将所述失控样品送入废样盒中；所述样品盒旋转电机、样品释放直线电机和样品回收直线电机通过所述电机驱动装置驱动；所述真空加压装置包括进气装置和真空装置，所述样品通过所述真空装置在所述内腔体内在真空状态下进行实验，对于实验结束后的失控样品，通过所述进气装置向所述腔体充气，在气流的作用下，将失控样品送入所述腔内装置中的废样盒中进行回收。

优选地，所述腔体包括内腔体和外腔体，所述安装接口位于所述外腔体上，待测样品设置于所述内腔体内。

优选地，所述内腔体包括至少两个盖板，所述至少两个盖板围成封闭结构。

优选地，在所述内腔体的盖板上设有至少一个第二观察窗口，所述第二观察窗口的位置与所述外腔体上的第一观察窗口的位置相对应。

优选地，在所述外腔体上设置安装接口，所述安装接口为内嵌式结构。