[实用新型]一种原位拉压测试平台及观测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及精密科学仪器领域，具体而言，涉及一种原位拉压测试平台及观测系统。

背景技术

原位力学性能测试是指在微/纳米尺度下对试件材料进行力学性能测试的过程中，通过电子显微镜、原子力显微镜、光学显微镜、工业CT等显微设备对各种载荷作用下材料发生的微观变形、损伤进行全程原位监测的一种力学测试方法。

在诸多微纳米力学参数测试的范畴中，涉及到拉压载荷的力学参数是材料重要的力学特性，但目前在力热耦合作用下的原位拉压测试领域还不完善，具体表现为：受到显微设备的尺寸限制，目前的多数研究都集中在以微/纳机电系统工艺为基础，对纳米以及薄膜材料等极微小结构的单纯原位微纳米拉压测试上，缺少对宏观尺寸(毫米级以上)尺度的原位拉压力学测试，由于尺寸效应的存在，这些研究具有较大的局限性。由于原位拉压测试技术发展不成熟，目前的原位拉压测试设备无法集成热场装置，只能进行常温下的拉压测试，无法进行热场作用下的原位拉压测试。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种原位拉压测试平台，其用于对力热耦合加载的材料微观力学性能原位拉压测试，具有体积精巧、测试精度高、与显微设备兼容性好等优点，可以对热场作用下试样受拉压载荷过程中的材料微观力学特性和损伤机制进行原位观测，同时测试平台结合软件算法，得到材料抗拉强度等重要参数。

本实用新型的另一目的在于提供一种观测系统，其能够对热场作用下试样受拉压载荷过程中的材料微观力学特性和损伤机制进行原位观测。

本实用新型提供一种技术方案：

一种原位拉压测试平台，用于对力热耦合加载的待测试样的微观力学性能进行原位拉压测试。其包括拉压加载单元、检测单元、温度加载单元、底座；拉压加载单元、检测单元、温度加载单元皆安装于底座。

拉压加载单元包括动力组件、相互配合的第一支撑体和第一夹体、相互配合的第二支撑体和第二夹体。第一支撑体、第二支撑体均安装于底座，第一夹体、第二夹体分别夹持待测试样的两端，用于加热待测试样的温度加载单元设置于第一夹体、第二夹体之间。

动力组件包括相互配合连接的直流伺服电机、传动机构，直流伺服电机与传动机构配合传动，以驱使第一夹体可选地远离和靠近第二夹体。

检测单元包括拉压力传感器、与直流伺服电机连接的光电编码器，拉压力传感器与第二夹体连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述传动机构包括齿轮减速箱，直流伺服电机与齿轮减速箱的输入轴连接，齿轮减速箱的输出轴与第一支撑体连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述传动机构还包括丝杠固定座、滚珠直线导轨以及配合传动的蜗轮蜗杆副和滚珠丝杠，蜗轮蜗杆副由减速箱驱动。

丝杠固定座、滚珠直线导轨均安装于底座，滚珠丝杠安装于丝杠固定座，第一夹体与滚珠直线导轨配合连接，且沿滚珠直线导轨滑动。

滚珠丝杠带动固定于滚珠直线导轨的第一夹体运动，使第一夹体远离或靠近第二夹体。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一夹体包括第一夹板、与第一夹板连接的第一压板，第二夹体包括第二夹板、与第二夹板连接的第二压板。第一夹板、第一压板通过锯齿状结构咬合，第二夹板、第二压板通过锯齿状结构咬合。

在本实用新型较佳的实施例中，上述温度加载单元包括加热台、隔热板，隔热板安装于底座。加热台安装于隔热板，加热台设有凹槽，在第一夹体和第二夹体之间的待测试样的部分置于凹槽中。

在本实用新型较佳的实施例中，上述温度加载单元还包括用于对第二夹体进行冷却的冷却装置。冷却装置一端与拉压力传感器连接，另一端与第二夹体连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述冷却装置为水冷体系。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一夹体、第二夹体材质为耐热材料。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一夹体、第二夹体材质为陶瓷。

一种观测系统，包括上述的原位拉压测试平台。

本实用新型提供的原位拉压测试平台及观测系统的有益效果是：通过温度加载单元对待测试样进行加热，使待测试样在热场作用下进行宏观尺寸(毫米级以上)尺度的原位拉压力学测试。从而揭示待测试样在热场作用和拉压载荷下的力学特性和损伤机理。检测单元对待测试样热场作用下的载荷进行检测，实现宏观尺寸的测试，该原位拉压测试平台体积精巧、测试精度高、与显微设备兼容性好；并可集成在光学显微系统、扫描电子显微镜、工业CT等显微设备中对试样进行原位监测。

附图说明