[发明专利]涂层材料原位拉伸观测系统

说明书

本发明公开了一种涂层材料原位拉伸观测系统，所述涂层材料原位拉伸观测系统包括：原位拉伸机；试样基体，所述试样基体设有待测涂层的喷涂面，所述试样基体固定于所述原位拉伸机，所述原位拉伸机工作时拉伸所述试样基体及其上的待测涂层；扫描电子显微镜，所述扫描电子显微镜具有样品仓，所述原位拉伸机设于所述样品仓内，所述扫描电子显微镜在所述待测涂层被拉伸时连续拍摄图像或进行全过程录像；计算机系统，所述计算机系统分别与所述扫描电子显微镜和所述原位拉伸机相连。根据本发明实施例的涂层材料原位拉伸观测系统能够详细地观察涂层材料的开裂过程，利于分析涂层材料在拉伸过程中裂纹的萌生和扩展机制以及材料的损伤机理。

技术领域

本发明涉及航天航空技术领域，尤其是涉及一种涂层材料原位拉伸观测系统。

背景技术

相关技术中对于涂层材料力学性能检测及损伤机理的探究，通常利用万能拉伸试验机在宏观尺度下进行，例如采用高分辨率相机拍摄的方法观测涂层的拉伸开裂过程，并结合数字图像相关方法测量涂层正表面的应变变化情况。

由于涂层材料大都通过等离子喷涂或者物理气相沉积等方法制备得到的，由于喷涂方法的特殊性，涂层材料的喷涂厚度可能会受到限制，例如某些陶瓷涂层材料的喷涂制备厚度一般在几十微米至几毫米的范围之内，由于厚度较小，所以在宏观尺度下即使利用高分辨率相机也较难详细地观察涂层材料的开裂过程，无法有效观察到涂层材料在拉伸过程中裂纹的萌生和扩展机制以及材料的损伤机理。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种涂层材料原位拉伸观测系统，该涂层材料原位拉伸观测系统能够详细地观察涂层材料的开裂过程，利于分析涂层材料在拉伸过程中裂纹的萌生和扩展机制以及材料的损伤机理。

根据本发明的实施例提出一种涂层材料原位拉伸观测系统，所述涂层材料原位拉伸观测系统包括：原位拉伸机；试样基体，所述试样基体设有待测涂层的喷涂面，所述试样基体固定于所述原位拉伸机，所述原位拉伸机工作时拉伸所述试样基体及其上的待测涂层；扫描电子显微镜，所述扫描电子显微镜具有样品仓，所述原位拉伸机设于所述样品仓内，所述扫描电子显微镜在所述待测涂层被拉伸时连续拍摄图像或进行全过程录像；计算机系统，所述计算机系统分别与所述扫描电子显微镜和所述原位拉伸机相连。

根据本发明实施例的涂层材料原位拉伸观测系统能够详细地观察涂层材料的开裂过程，利于分析涂层材料在拉伸过程中裂纹的萌生和扩展机制以及材料的损伤机理。

根据本发明的一些具体实施例，所述原位拉伸机包括：工作台；第一载物台和第二载物台，所述第一载物台和所述第二载物台设于所述工作台，所述第一载物台和所述第二载物台中的至少一个可向远离另一个的方向移动，所述试样基体的一端固定于所述第一载物台且另一端固定于所述第二载物台；驱动器，所述驱动器与所述第一载物台和所述第二载物台中的所述至少一个传动连接。

进一步地，所述工作台设有滑动导轨，所述第一载物台和所述第二载物台中的所述至少一个可滑动地配合于所述滑动导轨。

进一步地，所述滑动导轨的两侧表面设有防脱凹槽，所述第一载物台和所述第二载物台中的所述至少一个设有配合于所述防脱凹槽的防脱棱。

进一步地，所述驱动器连接有滑动导杆，所述第一载物台和所述第二载物台中的所述至少一个可滑动地配合于所述滑动导杆。

进一步地，所述驱动器为伺服电机，所述伺服电机的电机轴通过联轴器连接有传动螺杆，所述传动螺杆与所述第一载物台和所述第二载物台中的所述至少一个螺纹配合。

进一步地，所述第一载物台设有可拆卸的第一夹板，所述第二载物台设有可拆卸的第二夹板，所述试样基体的一端被夹持在所述第一载物台和所述第一夹板之间且另一端被夹持在所述第二载物台和所述第二夹板之间。