[发明专利]一种双壳纲贝壳力学性能实验试样的制备方法

说明书

本发明提供一种双壳纲贝壳力学性能实验试样的制备方法。包括将贝壳的内部和表面清洗干净，待自然风干；对所取力学性能试样位置进行定位，使用记号笔将其轮廓从贝壳内部标出，使用三坐标测量确定其试样中心位置信息；使用水切割机，使高压水流垂直于所标记的试样轮廓将力学性能试样切出；将样品放入与样品等大的小型模具中进行打磨处理，直到所需厚度后抛光并用超声清洗贝壳表面残余杂质，得到用于贝壳力学性能实验的待测样品。本发明方法可以快速、精准的制备出贝壳力学性能实验试样，保证了试样的侧面垂直度与表面平整度，可以准确有效的获取双壳纲贝壳的力学性能数据。

技术领域

本发明涉及生物学与材料学领域，具体为一种双壳纲贝壳力学性能实验试样的制备方法。

背景技术

生物经过亿万年不断的进化、突变和选择，其材料与结构也已经变的多种多样。天然生物材料通常利用有限的组分构造复杂的多级结构，并利用这种多级结构实现多功能性，达到人工合成材料不可比拟的优越性能。双壳纲贝壳是一种典型的天然生物材料，具有“砖—泥”结构这种多级结构，其具有强度高、韧性好、抗冲击性能好等优异的力学性能。

为了适应现代战争的需求，轻量化、机动化越来越成为坦克装甲车所需要的性能。而天然生物结构例如贝壳具有这么优异的力学性能，所以仿生结构越来越成为科学家们研究的热点问题。同时对贝壳的力学性能测试问题也越来越受到关注。

但是对于研究贝壳力学性能的专家学者，在取样上，采用切割机切割贝壳试样，由于贝壳本身在不同方向拥有不同的曲率，这样就造成了在切割试样后，贝壳侧面的垂直度无法保证，其且切取的试样侧面可能歪斜，并且由于手工使用切割机切取贝壳其位置精度也无法完全保证，对于拉伸试样这样不规则试样的取样使用切割机切割则更加难以保证精度，难以切取；在制样上，现有使用的方法为机械打磨，但对于机械打磨无法保证贝壳试样表面的平整度，打磨后试样表面虽然平整仍可能具有斜度。机械打磨时为了追求上下表面的平行需要不断反复，影响效率。

发明内容

本发明的目的主要是针对目前双壳纲贝壳力学性能实验试样的制备问题，提出了一种双壳纲贝壳力学性能实验试样的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供一种双壳纲贝壳力学性能实验试样的制备方法，包括以下步骤：

1)将活体贝壳宰杀后，去除贝壳内的软体组织，清理贝壳表面的附着物，用清水冲洗干净，自然风干，得到待取样的两瓣贝壳；

2)将贝壳平放在桌面上，将贝壳表面生长线纹路均分为三份，靠近生长起始点位置的为前部，靠近边缘位置的为后部，中间部分为中部。沿贝壳的生长起始点到距贝壳生长起始点最远点的贝壳边缘位置的连线定义为贝壳的0生长线，沿0生长线向0生长线分割后大半贝壳方向旋转α°则称为α生长线，沿0生长线向0生长线分割后小半贝壳方向旋转α°则称为－α生长线。

3)选择所要取样的区域，所取得的力学试样区域定义为某部分贝壳(前部、中部或后部)的某生长线到某生长线这一区域。用记号笔在贝壳内部区域进行试样轮廓位置的标定，使用三坐标测量确定所要取得试样中心点的位置信息；

4)将贝壳固定在夹具上，水刀沿着所定位好位置的贝壳轮廓进行切割，得到贝壳试样；

5)切割下来的试样通过用试样同等大小的小型模具对试样进行打磨处理，模具从底端开始向上标有刻度，刻度精度为0.2mm。将切割下来的试样放进模具中，依据对贝壳力学性能试样的尺度要求进行打磨，通过观察刻度，直到打磨到所要的厚度，用清水冲洗干净后，使用W5的研磨膏进行表面抛光处理。将抛光后的试样用清水冲洗干净，然后通过蒸馏水超声波清洗贝壳表面，去除表面的颗粒杂质，自然风干后得到贝壳的力学性能试样。

进一步地，步骤1)所述活体贝壳为三角帆蚌、文蛤、贻贝等双壳纲贝壳。

进一步地，步骤1)，使用刀具将贝壳软体组织及瑶柱去除，使用牙刷清洗贝壳表面附着物。