[实用新型]变温可转位微纳米压痕测试装置

说明书

本实用新型涉及一种变温可转位微纳米压痕测试装置，属于精密仪器领域。包括工作台转位基座、高低温工作腔和压头驱动/进给机构三个部分，高低温工作腔安装在工作台转位基座的L型安装板上，压头驱动/进给机构安装在工作台转位基座的设备基座上；工作台转位基座主要是用来实现工作台转位动作和做整机支撑，高低温工作腔可以给试件测量过程提供连续变温的环境氛围，并且能隔绝外界干扰，压头驱动/进给机构主要实现压头在竖直方向上的进给动作，并通过压力传感器和位移传感器获得测量数据。优点在于：测量结果精确、测量范围广、结构紧凑，大大促进了材料力学性能测试技术领域及其装备的发展。

技术领域

本实用新型涉及精密仪器领域，特别涉及一种变温可转位微纳米压痕测试装置。适用于金属、陶瓷、高聚物、半导体、特殊功能材料、生物组织等众多材料的压痕测试。能够在连续变温的环境条件下，对同一试件的不同部位进行多组压痕测试，测得多组数据从而提高测量的精确性和实验的可行性；高低温工作腔通过卤素灯和制冷探头为压痕测试提供高温和低温的环境氛围，极大提高了仪器的适用范围。

背景技术

随着社会的发展和科学技术的进步，对新型材料的需求也是越来越紧迫。而新材料在投入使用前，最重要的一环就是其力学性能的测试，这就对各种材料性能测试试验机提出了挑战。目前来看，在众多影响材料性能测试与检测水平的因素中，缺乏先进的测试技术与仪器，是制约新型材料开发的技术瓶颈。因此开发新型并且应用广泛的材料测试装置，对新型材料的研发具有重要的意义。压痕测量仪器是在不同温度环境下进行材料硬度、弹性模量、蠕变特性等一系列重要力学性能测试的重要装置，是材料力学性能测试极为关键的一环。国内外现有的压痕测试仪器只能单独实现高温、低温温度加载，无法实现高低温连续变温环境下的纳米压痕测试实验，测试环境具有一定的局限性，所以着手研发新型压痕测量仪器已经是刻不容缓。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种变温可转位微纳米压痕测试装置，解决了现有技术存在的上述问题。本实用新型着重体现在其工作台能实现连续360°转位，使得被测试件在相同测试环境下可以进行多点压痕测量，进而可以测得多组实验数据；高低温工作腔能为压痕实验中试验样品提供所需的测试环境氛围，通过进气口、出气口和真空压力表可以精确调节工作腔内部压力，通过卤素灯和制冷探头为压痕测试提供高温和低温的环境氛围；另外通过伺服电机拖动滚珠丝杆来带动超高精度滚珠导轨在竖直方向推动压头产生垂直试验样品表面的精确位移，接触探测后实现对被测样品的精密压入运动。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

变温可转位微纳米压痕测试装置，包括工作台转位基座1、高低温工作腔2和压头驱动/进给机构3三个部分，高低温工作腔2安装在工作台转位基座1的L型安装板112上，压头驱动/进给机构3安装在工作台转位基座1的设备基座102上；工作台转位基座1实现工作台转位动作和做整机支撑，高低温工作腔2给试件测量过程提供连续变温的环境氛围，并且能隔绝外界干扰，压头驱动/进给机构3实现压头在竖直方向上的进给动作，并通过压力传感器319和位移传感器317获得测量数据。

所述的工作台转位基座1是：T型支座101、下轴承座A103和T型安装板114分别安装在设备基座102上，双联角接触球轴承A104安装在下轴承座A103的内孔中，双联角接触球轴承A104轴向和径向支撑转轴106的下轴颈；从动同步带轮105安装在转轴106上，转轴106安装在双联角接触球轴承A104和深沟球轴承A108的内孔中，上轴承座A107安装在L型安装板112上，深沟球轴承A108安装在上轴承座A107的内孔中；绝缘垫块109、隔热平台111和工作台110依次安装在转轴106上端；L型安装板112安装在T型安装板114上，电机安装座117安装在T型支座101上，伺服电机A115安装在电机安装座117上，主动同步带轮116安装在伺服电机A115的输出轴上，同步带113安装在主动同步带轮116和从动同步带轮105上，伺服电机A115通过同步带113传动把动力传递给转轴106。

所述的伺服电机A115为交流伺服电机，实现直线进给运动。