[发明专利]一种基于金刚石对顶砧压机的连续可控加载装置

说明书

本发明公开了一种基于金刚石对顶砧压机的连续可控加载装置，包括固定组件、加压组件、感压组件和控制组件，加压组件的施力件安装在固定组件内，感压组件的感压件安装在固定组件内并检测施力件施加的压力信息传输给控制组件，控制组件处理后给加压组件发送控制指令，使加压组件对固定组件内样品均匀施压。本发明适配性较强；采用环形气/油囊为动力，推动承载板升降进行压力加载，压力更加均匀可控，避免了手动加压时因内部压力不均匀导致的样品腔缩孔、偏孔和样品泄漏等缺点；采用流量泵进行计量加压，能够灵活的控制加载步长，增加了实验的可靠性和可控性，提高了实验的成功率，减小了因压力不均匀和步长不统一产生的实验损耗。

技术领域

本发明属于超高压物理实验领域，具体涉及一种基于金刚石对顶砧压机的连续可控加载装置。

背景技术

在压力环境下，物质的结构和性质都会发生改变，有利于发现一些新材料、新现象和新规律。而高压实验研究中，金刚石对顶砧（DAC）具有高的硬度和良好的透明性，能够产生超高压环境，且能与多种光谱技术联用。因此，DAC可用于高压下的原位观测和测量，属于高压下物质结构和性能研究的关键设备。

DAC是通过外力对被置于压砧中间垫片进行挤压，通过垫片的挤压变行而使中间样品腔内产生高压。由于金刚石砧面较小，在加压过程中常因受力不均匀而使样品腔变行或样品泄漏等问题，且压力过高时还会导致金刚石的破裂，给实验人员造成较大的人力和无力的损失。同时，由于金刚石对顶砧多采用分步测量和观测，然而实验压力步长多因人为原因而不能较好的控制，容易出现关键压力点的遗漏。为满足高压实验的发展需求，急需一种金刚石对顶砧压机的连续可控加载装置。

发明专利（专利号201810304022.5）曾研制了一种基于金刚石对顶砧压机的四轴联动加压设备，该设备利用四个电机联动同时旋转增压螺栓，通过输入相同的转矩对实验样品进行加压。但是，由于DAC中对顶砧上下砧面间距较小，电机旋转控制螺栓的精度有限，未考虑加压步长的精确控制。另外，该设备体积较大，设计中未考虑实验检测的光路通道，不便于实现高压下样品的光谱测量。

发明内容

针对上述现有技术中描述的不足，本发明提供一种基于金刚石对顶砧压机的连续可控加载装置，简化了实验操作过程，实现了实验中的等压力步长连续加载，提高了实验成功率和实验精度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于金刚石对顶砧压机的连续可控加载装置，包括固定组件、加压组件、感压组件和控制组件，加压组件的施力件安装在固定组件内，感压组件的感压件安装在固定组件内并检测施力件施加的压力信息传输给控制组件，控制组件处理后给加压组件发送控制指令，使加压组件对固定组件内样品均匀施压。

具体地，所述固定组件，包括固定架，固定架内设有工作腔，工作腔内安装有金刚石对顶砧和承载板；预压螺钉向下穿过固定架伸入工作腔内并将金刚石对顶砧限定在承载板上；具体是在固定架上部设有螺纹孔，预压螺钉与螺纹孔螺纹连接，且预压螺钉为扁平柱状，在预压螺钉的顶部设有限位凹槽，金刚石对顶砧的上部位于限位凹槽内，且在限位凹槽内设有通光孔Ⅰ。

在承载板下方的工作腔内设有感压件和施力件，感压件位于承载板和施力件之间，承载板在施力件的作用下在工作腔内上下移动。

且在承载板上设有让位孔；在固定架下部设有与工作腔相通的通光孔Ⅱ，通光孔Ⅰ、金刚石对顶砧、让位孔和通光孔Ⅱ形成光路通道。

为了确保施力的准确，不倾斜，在工作腔的底部设有环形凹槽，承载板承设置成环形柱状并通过让位孔套设在工作腔底部的凸起上，感压件和施力件均设置在环形凹槽内，通光孔Ⅱ贯通凸起设置。

为了确保金刚石对顶砧被固定牢固，在承载板上端面设有限位卡槽，金刚石对顶砧的下部位于限位卡槽内。

并且在承载板下端设有卡块，防止感压件和施力件偏置，确保承载板直线上下移动，确保施力平衡。