[发明专利]柔性基底薄膜梯度变形的力学性能原位测试辅助装置

摘要

本发明涉及材料测试技术，尤其涉及种柔性基底薄膜梯度变形的力学性能原位测试辅助装置，包括有夹持机构、梯度载荷加载机构以及精密检测单元。本发明通过曲柄滑块机构，将滑块直线移动转化为薄膜试件加载梯度载荷，分布梯度的应力应变，原子力显微镜直接观测不同应力应变下薄膜的微观结构变化，从而得到样品的宏观力学性能。本发明可复现薄膜材料受梯度载荷的工况，可原位观测梯度受力下，薄膜不同形变与基底结合力，膜基结合能，在同一测试环境下，比对不同形变，找出膜基结合临界状态，及失效时薄膜形貌变化，测量整个过程中的形变学、变形机制和力学性能，是研究新型薄膜材料在此工况下的弹性模量、内应力和结合能有力试验工具。

主权项

1.一种柔性基底薄膜梯度变形的力学性能原位测试辅助装置，其特征在于：包括有夹持机构、梯度载荷加载机构以及精密检测单元；夹持机构由框架、左侧压片、右侧压片、连杆、销轴组成，框架为中空结构，试件两侧均连接压片，一侧的压片固定连接在框架上，另一侧的压片固定在连杆上，连杆底端铰接在框架上、头端铰接梯度载荷加载机构的连接杆；梯度载荷加载机构包括有连接杆、滑块、丝杆、精密直流伺服电机，连接杆两端分别铰接连杆和滑块，滑块与丝杆螺纹传动，丝杆由配置有减速器的精密直流伺服电机驱动，精密直流伺服电机安装在框架上；框架、连杆、连接杆、滑块构成曲柄滑块机构；精密检测单元包括有光电编码器、位移传感器、采集卡及PC机，光电编码器与精密直流伺服电机同轴相连，位移传感器采集滑块位移量；光电编码器、位移传感器经过采集卡采集数据传输给PC机处理，PC机与显微镜主机通讯。