[实用新型]金属材料介观力学测试装置

说明书

技术领域

本实用新型属材料测试装置领域。

背景技术

金属材料介观力学是研究介于宏观尺度的材料特性与微观的晶体结构尺度之间的新的材料变形行为的研究手段。金属材料介观力学研究的对象为材料介观团块(介于宏观尺度与微观尺度之间金属材料的晶粒群组成的集团)，在实时承载状况下，介观亚结构及动态结构的变形规律以及断裂行为。金属材料介观力学测试装置是一种金属材料特性评价的新的测试手段。以往的金属材料特性评定只分为两大类，一是宏观的力学性能测试分析，其中包括材料的屈服强度，断裂强度，延展率和硬度等宏观的力学评价指标。另一类为借助与高分辨率的显微镜等分析手段，分析金属材料的微观结构，微观形貌，成分和金相。值得注意的是在这两者之间存在着一个较大的空间，从宏观到微观尺度跨越大约为四个数量级，这就导致了两种评价结果之间的相关性较差，而且两种评价结果之间的联系受到的影响因素较复杂，即每一种微观结果所占的比重很微小，其它结果影响因子将会显得过强，而掩盖了原有结果对宏观力学行为的影响，这就使得用微观的组织分析所得结果来构造材料的宏观力学性能存在一定的困难。这是金属材料研究面临的一个重要问题。  目前俄罗斯国在介观力学这一方面做了一些工作，而俄罗斯的材料介观力学测试设备没有在试样上安装位移引伸计，没有同步记录试样受载引起的应变量。不能得到材料的应力应变量。不能得到材料的应力应变信息，将会影响所得结果的科学价值，捕捉不到材料真实行为密切相关的信息。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可用于观察介于宏观与微观尺度之间的材料变形、塑性流变以及开裂的介观结构、应力应变行为。并且对材料变形过程中的试样的全场、形变旋量场和应变等值量场进行实时分析和观察装置。

本实用新型由下列部分组成：试样同轴对拉、对压加载台1、光学成像装置2、CCD图像接收装置3、力值传感器4、小型夹式位移计5、装置控制台6、电脑7。试样同轴对拉、对压加载台，其传动形式为同轴传动，小型夹式位移计5卡于试样中段，光学成像装置2放在试样上面采用内置光源、组合透镜，CCD图像接收装置3连接光学成像装置，放在其上面，力值传感器4，位于试样的一侧，试样加载时，感应出微弱的输出电信号，由装置控制器6经放大电路将模拟信号放大，转换为数字信号，输入电脑7，试样受力部分的变形通过小型夹式位移计5感应微弱的输出电信号，由装置控制台6经放大电路将模拟信号放大，转换为数字信号输入电脑7，电脑进行实时、同时接收和处理介观图像和载荷应变信号，编辑存储和处理应变等值量场、形变旋量场和应力应变信号为数据文件。

本发明的优点

研制的材料介观力学观察仪是用于研究材料于介观尺度下变形行为的仪器。材料介观力学测试仪的建立给材料研究提供介观尺度的、断裂规律的信息。材料介观力学是材料研究的不可忽略的重要方面，是金属物理学的一个新的认知领域和研究方向。开展介观力学的研究，建立介观力学研究手段，进一步将宏观和微观结构相结合，为金属物理的研究提供一个新的研究手段是非常必要的。

材料介观力学测试装置的开发和应用对材料科学的发展有重要意义的，在学术意义上和应用领域有广阔的、久远的前景。

附图说明

1、本实用新型的结构示意图；

2、本实用新型的立体照片图。

具体实施方式

参阅图1将金属试样表面抛光至金相要求，并且浸蚀出金相形貌，然后将试样安装于双向加载对拉、对压试验台上，对试样进行加载，此时与其连接的力值传感器4感应出载荷信号，并且同时用小型夹式位移计5卡于试样的中间部位，同步记录由于试样受载引起的应变信号，将两种信号输入装置控制台6，由A/D信号转换系统输入电脑7，经编辑处理后绘制并保存其力值的应变曲线。在试样加载的同时，于试样的抛光面上方装配的光学显微镜及图像采集系统3经装置控制台6，经信号转换输入电脑，经编辑处理后将同一时刻的力值-应变曲线和动态形貌在同一平面显示，并存储，可随时调用，动态形貌图象经电脑的信息处理，得到观察视野内的应变等值量场数据和形变旋量场数据。