[发明专利]一种微纳尺度记忆合金双程记忆应变测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种微纳尺度记忆合金双程记忆应变测试装置，其特征在于，包括：光路检测及记录系统、探针调整系统、加热及控制系统；

所述光路检测及记录系统包括接收屏(2)、氦氖激光器(4)、第一半透半反镜(5)、高速相机(6)以及相机控制器(18)；所述探针调整系统包括CCD(7)、探针(9)、探针架(12)、三维移动平台(13)、移动控制器(16)以及计算机(17)；所述加热及控制系统包括脉冲延时发生器(1)、三棱镜(11)、脉冲红外激光器(14)、激光控制器(15)；

所述探针架(12)固定在由所述移动控制器(16)驱动的三维移动平台(13)上，所述移动控制器(16)连接所述计算机(17)，所述探针(9)通过其悬臂梁与所述探针架(12)相连，记忆合金微柱(10)设置在所述三棱镜(11)的水平底面上，所述探针(9)位于所述记忆合金微柱(10)正上方；

所述氦氖激光器(4)出射光穿透所述第一半透半反镜(5)垂直照射在所述探针(9)的端部，反射光线经所述第一半透半反镜(5)反射到所述接收屏(2)上；所述CCD(7)连接所述计算机(17)，用于探测所述探针(9)与所述记忆合金微柱(10)的相对位置；所述高速相机(6)用于记录所述接收屏(2)上光斑移动轨迹；

所述脉冲延时发生器(1)连接所述激光控制器(15)以及相机控制器(18)，所述相机控制器(18)连接所述高速相机(6)，所述激光控制器(15)连接所述脉冲红外激光器(14)，所述脉冲红外激光器(14)的出射激光经所述三棱镜(11)对所述记忆合金微柱(10)加热。

2.根据权利要求1所述的微纳尺度记忆合金双程记忆应变测试装置，其特征在于，在所述第一半透半反镜(5)到所述接收屏(2)的光路上设有第二半透半反镜(3)，在所述第一半透半反镜(5)到所述探针(9)的光路上设有第三半透半反镜(8)；所述接收屏(2)上水平反射出的氦氖激光经所述第二半透半反镜(3)反射进入所述高速相机(6)的镜头；所述探针端部竖直反射的氦氖激光一部分经所述第三半透半反镜(8)反射到所述CCD(7)。

3.根据权利要求1所述的微纳尺度记忆合金双程记忆应变测试装置，其特征在于，所述高速相机(6)的数据输出到所述计算机(17)。

4.根据权利1-3任一所述微纳尺度记忆合金双程记忆应变测试装置的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：通过计算机(17)输出控制信号到移动控制器(16)来控制三维移动平台(13)水平方向移动，使得探针(9)针尖位于记忆合金微柱(10)的正上方并保持悬臂梁水平；

步骤2：调整光路检测及记录系统，通过第一半透半反镜(5)将从探针端部竖直反射回来的氦氖激光入射到接收屏(2)的零点坐标上；

步骤3：通过三维移动平台(13)控制所述探针(9)沿竖直方向向下移动，当接收屏(2)上的光斑偏离零点坐标时，控制所述探针(9)沿竖直方向向上缓慢移动，直至光斑回复到接收屏(2)的零点坐标上时停止所述探针(9)的移动；

步骤4：通过激光控制器(15)调节脉冲红外激光器(14)的出射激光入射到三棱镜(11)，进而对记忆合金微柱(10)加热，当温度上升到马氏体逆相变开始温度As时，记忆合金微柱(10)开始马氏体逆相变，所述记忆合金微柱(10)高度增加，所述探针(9)的悬臂梁向上偏转；然后关闭脉冲红外激光器(14)，当记忆合金微柱(10)温度降低到马氏体相变开始温度Ms时，记忆合金微柱(10)开始马氏体相变，所述记忆合金微柱(10)高度下降，所述探针(9)的悬臂梁向下偏转；通过高速相机(6)记录接收屏(2)上因探针(9)偏转引起的光斑移动轨迹。

5.根据权利要求4所述的微纳尺度记忆合金双程记忆应变测试装置的测试方法，其特征在于，通过脉冲延时发生器(1)触发相机控制器(18)和激光控制器(15)协同工作。

6.根据权利要求5所述的微纳尺度记忆合金双程记忆应变测试装置的测试方法，其特征在于，通过激光控制器(15)控制所述脉冲红外激光器(14)出射激光对所述记忆合金微柱(10)加热时间的调控。

7.根据权利要求5或6所述的微纳尺度记忆合金双程记忆应变测试装置的测试方法，其特征在于，将所述高速相机(6)记录的数据传输到计算机(17)，由所述计算机(17)分析高速相机(6)获取的光斑移动轨迹，得出记忆合金微柱(10)的双程记忆应变。