[实用新型]一种热双金属拉压一体式驱动器

说明书

本实用新型涉及基于透射电镜的纳米材料原位表征技术领域，提供了一种热双金属拉压一体式驱动器，包括本体和第一开口、第二开口；本体包括主动区和设置在主动区两侧的被动区；主动区上开设第一开口，其中一个被动区上开设第二开口，第一开口与被动区之间的连接部设为第一搭载梁，第二开口与主动区之间的连接部设为第二搭载梁；第一搭载梁与第一开口上相对第一搭载梁的侧壁之间构成拉伸驱动位置，第二搭载梁与第二开口上相对第二搭载梁的侧壁之间构成压缩驱动位置；本实用新型结构简单、制备方便，便于批量化生产，实现了在不同温度下进行TEM原位拉伸和压缩实验，还可根据需要灵活设计驱动器的结构，满足了不同的驱动需求。

技术领域

本实用新型涉及基于透射电镜的纳米材料原位表征技术领域，尤其涉及一种热双金属拉压一体式驱动器。

背景技术

力学性能是表征材料性能的重要指标。材料在使役过程中多会受到主动或被动的应力作用。研究材料在应力作用下的弹塑性变形过程可以为失效分析、结构设计、材料改性、新材料开发等提供理论和实验依据。随着材料科学的不断发展和各行各业对材料力学性能要求的日益提升，研究工作也不断深入。透射电子显微镜(TEM)以其纳米-原子尺度的分辨能力成为材料研究的有力工具。TEM原位力学作为TEM技术的重要分支，在动态揭示材料显微结构-力学性能关系方面具有巨大的优势。TEM原位力学是指在TEM中对样品施加力学载荷，从纳米、原子尺度实时观察、记录样品上同一区域的结构和性能的动态演化过程，进而揭示材料在特定应力场下结构-性能关系。TEM原位力学实验在过去几十年中不断发展，逐渐拓宽应用材料范围，增加加载类型，提升信号输入和采集能力，取得了突出的研究成果。

目前，世界各地的课题组和仪器公司以TEM样品杆为依托，先后研发了多种TEM原位力学实验平台(以下简称原位平台)。由于该类研究需要向样品施加载荷，原位平台的重要组成部分就是驱动器。按照尺寸和位置不同，原位平台的驱动器可以分为以下几类：1、大型三维驱动器，如Bruker公司的PI 95纳米压痕仪和Nanofactory公司的TEM纳米压痕仪所采用的驱动器。该类实验仪通过贯穿于样品杆的精密三维移动系统，驱动探针靠近固定于样品杆前端的样品并施加压力；2、微型一维驱动器，如韩晓东课题组在《A MEMS Devicefor Quantitative in situ Mechanical Testing in Electron Microscope》中开发的定量化力学平台，使用微型压电陶瓷为微机电系统(MEMS)力学芯片提供驱动力和位移；3、MEMS电信号驱动器，如Chang等人在《A microelectromechanical system forthermomechanical testing of nanostructures》中、Garcia等人在《In-SituTransmission Electron Microscope High Temperature Behavior in NanocrystallinePlatinum Thin Films》中所采用的驱动器，在驱动过程中，需要向该类驱动器施加电场，以实现电热、静电、压电等驱动输出；4、热双金属驱动器，其中，热双金属是将两种热膨胀系数不同的材料牢固结合在一起形成的条状结构，韩晓东课题组在申请号为200610144031.X的专利文件“一种热双金属片驱动的透射电子显微镜载网”中公开了一种热双金属驱动器，该热双金属驱动器是将两根双金属片间隔一定距离反向平行粘接于一个承载环上，温度变化时，两个双金属片由于两层膨胀系数不同而反向弯曲，从而为搭载在两片之间的样品提供驱动力和位移。