[发明专利]一种基于SEM电镜的微型多功用原位试验台

说明书

本发明公开了一种基于SEM电镜的微型多功用原位试验台，包括底板，以及设置在底板中部的电机、丝杆等；齿轮箱内设置有齿轮组，电机的输出轴与齿轮组的输入轴相连，齿轮组的输出轴与丝杆相连，丝杆两边的螺纹旋向相反；滑轨上设置有两个滑块；夹具前装板和夹具后装板与丝杆的中部螺纹连接，且夹具前装板和夹具后装板分别固定于两组滑块上，夹具前装板上还设置有位移传感器，后滑块固定板上还设置有力传感器，位移传感器可动轴与力传感器接触，用于测量前滑块固定板和后滑块固定板之间的相对位移；试验时，试件设置在夹具前装板和夹具后装板，丝杆运动时，使得前滑块固定板和后滑块固定板相互靠近或者远离，达到对试件加载或者卸载的目的。

技术领域

本发明涉及一种基于SEM电镜的微型多功用原位试验台，适用于SEM电镜内的微型加载试验，包含拉伸、压缩、三点弯、四点弯和剪切等加载方式，实现在不同加载方式下对同一位置微观变化的观察与测量。

背景技术

扫描电镜(SEM)是介于透射电镜与光学显微镜之间的一种微观形貌观察手段，可直接利用物质表面材料的物质性能进行微观成像。而且扫描电镜具有较高的放大倍数，可从20到20万倍之间进行调节；并且具有很大的景深，视野宽阔，可直接观察各种试件凹凸不平表面的细微结构。

工程结构材料在服役过程中会遇到多种力学环境，如疲劳加载环境、力冲击环境、弯曲加载环境和扭转剪切加载环境等，而充分了解工程结构材料在各种力学环境下的力学性能对于结构安全寿命设计和结构强度刚度设计非常重要。因此，必须使用加载台模拟工程结构材料服役力学环境并进行力学实验。

综上所述，将加载装置微型化，并集成到SEM电镜腔中，实现对加载状态下工程结构材料表面的微观变化的实时观测，对于了解物质材料本身性能有极大的帮助。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于SEM电镜的微型多功用原位试验台，其具有模拟多种力学加载环境、力加载量程大、可调节加载速度、可以实现对同一位置进行微观观测与测量的特点，可以满足对工程结构材料实时原位多载荷下的测量。

本发明采用如下技术方案实现：

一种基于SEM电镜的微型多功用原位试验台，包括底板，设置在底板一端的电镜固定板，另一端的齿轮箱及齿轮箱侧板，以及设置在底板中部的电机、滑轨组、铜螺母、丝杆、滑块和夹具组；其中，

齿轮箱内设置有齿轮组，电机的输出轴与齿轮组的输入轴相连，齿轮组的输出轴与丝杆的一端相连，丝杆的另一端与靠近电镜固定板设置在底板上的丝杆挡板活动连接，丝杆两边的螺纹旋向相反；

滑轨组包括对称布置且与丝杆平行的两个滑轨，滑轨上设置有两个滑块；夹具组包括试件以及配合使用的夹具前装板和夹具后装板，夹具前装板和夹具后装板分别通过铜螺母与丝杆的中部螺纹连接，且夹具前装板和夹具后装板分别固定于两组滑块上，夹具前装板上还设置有位移传感器，后滑块固定板上还设置有力传感器，位移传感器可动轴与力传感器接触，用于测量前滑块固定板和后滑块固定板之间的相对位移；

试验时，试件设置在夹具前装板和夹具后装板，丝杆运动时，使得前滑块固定板和后滑块固定板相互靠近或者远离，达到对试件加载或者卸载的目的。

本发明进一步的改进在于，还包括套筒，齿轮组的输出轴通过套筒与丝杆的一端相连。

本发明进一步的改进在于，夹具组为四点弯夹具组，包括四点弯夹具前装板、四点弯夹具后装板、四点弯钢柱和四点弯试件；其中，四点弯钢柱的数量为四个，试验时，四点弯试件设置在四点弯夹具前装板和四点弯夹具后装板之间，四个四点弯钢柱中两个一组，分别设置在四点弯试件的两侧。