[发明专利]一种纳米薄膜拉伸实验仪及拉伸试验方法

权利要求书

1.一种纳米薄膜拉伸实验仪，其特征在于，包括工作台、激光发射器以及白屏，所述工作台上设有顶部为敞口的储液池，所述储液池通过纳米加载台固定在工作台上，在所述储液池内设有平行底面的第一横梁，在所述储液池的顶部设有纳米定位台，纳米定位台的底部设有竖直放置的反射玻璃，反射玻璃的底部设有与所述第一横梁相平行的第二横梁，第一横梁和第二横梁的底部均设有用于固定纳米薄膜的固定件，所述固定件为定位针；所述激光反射器发出的光能够通过反射玻璃发射到白屏上，在远离白屏表面的方向上设有摄像机；

待测纳米薄膜分为薄膜层和溶解层，溶解层依附于薄膜层下方；

第一横梁和第二横梁上定位针之间的距离等于待测纳米薄膜初始拉伸长度，将所述待测纳米薄膜放到所述储液池内时，通过缓慢的向储液池内加入液体，随着液体的升高，所述待测纳米薄膜上的定位孔会嵌入到横梁上的定位针上；

第一横梁和第二横梁上设有固定件的一面上设有粘性涂层；

测量光点在白屏上的位移，根据所述位移求出薄膜的拉力、应力和应变；绘制纳米薄膜的应力-应变曲线。

2.如权利要求1所述的一种纳米薄膜拉伸实验仪，其特征在于，所述纳米定位台通过U型支架固定在工作台上。

3.如权利要求1所述的一种纳米薄膜拉伸实验仪，其特征在于，所述反射玻璃通过支撑固定在纳米定位台上。

4.基于权利要求1-3任一项所述的一种纳米薄膜拉伸实验仪的拉伸试验方法，其特征在于，包括如下过程：

控制纳米定位台移动，按照待测纳米薄膜试样上两端定位孔的位置调整第一横梁和第二横梁上定位针之间的距离；

将待测纳米薄膜放置在盛有液体储液池中，然后继续向储液池中注入液体，同时调整薄膜位置使薄膜上的定位孔嵌套到横梁上的定位针上；在纳米薄膜上定位孔嵌入横梁上的定位针后，使纳米薄膜与横梁上的粘性涂层紧密贴合；所述待测纳米薄膜分为薄膜层与溶解层，溶解层依附于薄膜层下方、且可溶于储液池内的液体；

控制纳米加载台移动并开始加载，计算反射玻璃的位移，然后根据所述位移求出薄膜的拉力、应力和应变；绘制纳米薄膜的应力-应变曲线。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据激光发射器的入射光与反射玻璃之间的法线夹角α₁、白屏的法线与反射玻璃的法线之间的夹角α₂以及反射点在白屏上的位移δ₂求得反射玻璃的位移δ₁。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据反射玻璃位移δ₁求待测纳米薄膜试样轴向受力F_f、轴向应力σ_f以及应变ε_f。