[实用新型]变温-强磁场复合条件下的纳米压痕测试仪器

说明书

本实用新型涉及一种变温‑强磁场复合条件下的纳米压痕测试仪器，属于机电一体化精密仪器领域。强磁场加载模块、精密位移检测模块、载荷精密驱动检测模块和变温加载模块分别安装在支撑模块上；仪器整体置于真空腔内，既防止水蒸气冷凝对实验产生干扰，又能准确模拟材料实际服役条件；精密位移检测模块和载荷精密驱动检测模块实现压头的精密驱动以及压入深度与施加载荷的精密检测；强磁场加载模块与变温加载模块耦合实现变温‑强磁场加载测试。设计简单大方、操作简便、磁场安全可靠、加载与检测精度高，可完成试件在变温‑强磁复合条件下的纳米压痕测试，为超导等特性材料在真空、变温‑强磁场复杂工况下的力学性能提供了一种有效的测试技术。

技术领域

本实用新型涉及机电一体化精密仪器、纳米压痕领域，特别涉及一种真空、变温-强磁场复合条件下的材料力学性能参数的纳米压痕测试仪器，尤指一种变温-强磁场复合条件下的纳米压痕测试仪器。用于对材料进行变温-强磁场复合条件下的纳米压痕测试，为超导等特性材料在真空、变温-强磁场复杂工况下的力学性能提供了一种有效的测试技术。

背景技术

近年来，随着科学技术的发展，诸多新材料的特征尺寸不断减小，人们很难再采用传统测试手段对其进行力学性能的测试。纳米压痕测试技术的压入深度在纳米量级，对被测试样的形状尺寸要求较低，具有获取信息丰富、试样制备简单、测量分辨力高等其它测试技术手段无可比拟的优势，现已广泛应用于超导等特性材料的力学性能测试。

材料的力学性能与其实际服役条件密切相关，采用常温-弱磁条件下测得的材料力学性能参数去指导变温-强磁条件下材料或结构的设计和使用，显然不具备科学性和实用性，而现有的传统纳米压痕测试仪器尚不具备测定材料变温-强磁条件下力学性能的能力。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种变温-强磁场复合条件下的纳米压痕测试仪器，解决现有技术存在的上述问题。本实用新型集支撑模块、强磁场加载模块、精密位移检测模块、载荷精密驱动检测模块和变温加载模块于一体，整体置于真空腔内，操作简便、磁场安全可靠、加载与检测精度高，可完成试件在变温-强磁场复合条件下的纳米压痕测试。为超导等特性材料在真空、变温-强磁场复杂工况下的力学性能提供了一种有效的测试技术。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

变温-强磁场复合条件下的纳米压痕测试仪器，包括支撑模块1、强磁场加载模块2、精密位移检测模块3、载荷精密驱动检测模块4和变温加载模块5，所述强磁场加载模块2、精密位移检测模块3、载荷精密驱动检测模块4和变温加载模块5分别安装在支撑模块1上；仪器整体置于真空腔内，精密位移检测模块3和载荷精密驱动检测模块4实现压头的精密驱动以及压入深度与施加载荷的精密检测；强磁场加载模块2与变温加载模块5耦合实现变温-强磁场加载测试。

所述的强磁场加载模块2是：低温超导线圈201放置在支撑块103上，保证试件位于低温超导线圈201的中心5T匀场区；低温超导线圈201是由低温超导线材按照跑道型结构绕制而成的二级磁体线圈，线圈放置于液氦杜瓦内，保证其工作温度；正极引线接头202、负极引线接头203通过非导磁性钛制螺栓与低温超导线圈201连接，外接直流电源对低温超导线圈201进行稳态加载与控制，实现0~5T的强磁场加载。

所述的精密位移检测模块3包括连接板301、手动平移台302、耐低温强磁激光式位移传感器304、夹具体a303、夹具体b305及位移测量板306，所述手动平移台302左端通过连接板301螺栓连接固定于外壳101上；夹具体a303、夹具体b305通过螺栓连接固定于手动平移台302上；位移测量板306通过连接块403下端面与耐低温强磁压电式力传感器405上端面夹紧固定；夹具体a303、夹具体b305夹持着耐低温强磁激光式位移传感器304随手动平移台302纵向移动，完成耐低温强磁激光式位移传感器304与位移测量板306的校准，实现压头压入深度的精密检测。