[发明专利]一种金刚石压腔动态加载装置及装配、加载和卸载方法

说明书

本申请提供一种金刚石压腔动态加载装置及装配、加载和卸载方法，其中所述金刚石压腔具有活塞部及圆筒部，所述圆筒部具有外螺纹；所述金刚石压腔动态加载装置包括：圆柱形压电陶瓷；相对靠近所述活塞部侧设有装载体，包括具有用于放置所述压电陶瓷的中空腔体的套筒部和连接于所述套筒部一端的压紧部，所述压紧部用于限制所述压电陶瓷向远离所述圆筒部的方向移动；所述套筒部的另一端与所述圆筒部螺纹连接；所述压电陶瓷与所述金刚石压腔同轴放置；信号发送装置，用于通过导电组件给所述压电陶瓷发送驱动信号，使得所述压电陶瓷沿所述金刚石压腔的轴线方向伸缩。

技术领域

本申请涉及高压试验装置技术领域，尤其涉及一种一种金刚石压腔动态加载装置及装配、加载和卸载方法。

背景技术

金刚石压腔内设有金刚石对顶砧，金刚石对顶砧装置在对微小样品施加超高压强方面，具有得天独厚的优势，是一项非常强大的实验手段。美国利弗莫尔(LLNL)实验室设计了一种可以实验室使用的动态加载金刚石压腔(dDAC)。该装置采用3枚压电陶瓷对金刚石压腔进行反向压缩，据报道最大加载速度为500GPa/s，成功的在静水压金刚石压腔实现了应变率1000以上的动态加载。国内中国科学院高能物理研究所也发展了类似的动态加载设备，采用3枚压电陶瓷进行驱动，外形结构进行了单独设计，可以匹配标准的对称型金刚石压腔，方便了样品更换，提高了实验效率。

以上两种压电陶瓷驱动的动态加载装置，由于都采用了3枚压电陶瓷驱动器，操作过程需要3台压电控制器操作，无法保证3台控制器同时作用于压电陶瓷，会出现时间延迟，导致作用于金刚石上的力发生偏移，进而存在损坏金刚石的风险。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种金刚石压腔动态加载装置及装配、加载和卸载方法。

第一方面，本申请提供一种金刚石压腔动态加载装置，包括：

圆柱形压电陶瓷；

相对靠近所述活塞侧设有装载体，包括具有用于放置所述压电陶瓷的中空腔体的套筒部和连接于所述套筒部一端的压紧部，所述压紧部用于限制所述压电陶瓷向远离所述圆筒部的方向移动；所述套筒部的另一端与所述圆筒部螺纹连接；所述压电陶瓷与所述金刚石压腔同轴放置；

信号发生装置，用于通过导电组件给所述压电陶瓷发送驱动信号，使得所述压电陶瓷沿所述金刚石压腔的轴线方向伸缩。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述套筒部为阶梯圆柱筒结构，靠近所述压紧部的小外径部具有外螺纹，所述压紧部设有可容纳所述小外径部的凹槽，所述凹槽具有内螺纹，可与所述小外径部螺纹连接。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述套筒部内相对靠近所述圆筒部侧设有绝缘垫片。

根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述导电组件包括所述套筒部侧壁开设有通孔，通过所述通孔穿入导线向所述压电陶瓷提供驱动信号。

第二方面，本申请提出一种包括以上所述的金刚石压腔动态加载装置，装配步骤如下：

将所述压电陶瓷沿所述金刚石压腔轴向放置于所述套筒部内，所述导线通过所述套筒部的通孔引出；

将所述压紧部与所述小半径部螺纹连接，并旋紧所述压紧部，使其与所述压电陶瓷紧密接触；

将所述绝缘垫片放置于所述套筒部内；

将所述套筒部与所述金刚石压腔的所述圆筒部螺纹连接，并旋紧所述圆筒部，使所述金刚石压腔、所述绝缘垫片及所述压电陶瓷紧密接触，装配完成，形成一个柱状同轴装配体。

第三方面，本申请提出一种包括以上所述的金刚石压腔动态加载装置，快速加载步骤如下：

所述导线与所述信号发送装置连接；所述信号发送装置连接有功率发送器；