[发明专利]用于锥束CT成像的原位高/低温压痕测试装置

摘要

本发明涉及一种用于锥束CT成像的原位高/低温压痕测试装置，属于机电一体化精密科学仪器及材料测试领域。包括锥束CT成像单元、高/低温压痕测试单元、电动旋转平台、隔振台及硅油控温装置，锥束CT成像单元、电动旋转平台与硅油控温装置安装在隔振台上；高/低温压痕测试单元固定在电动旋转平台上；高/低温压痕测试单元包括高/低温加载子模块、精密加载与检测子模块、真空保障子模块。本发明可在锥束CT成像单元的动态监测下开展‑50℃~120℃高/低温环境下的原位微纳米压痕测试，对材料在高应力应变作用下的微观变形和损伤过程进行原位观测与三维成像，为揭示力热耦合加载条件下材料的力学行为及其微观组织变化的本构关系提供了有效的技术手段。

主权项

1.一种用于锥束CT成像的原位高/低温压痕测试装置，其特征在于：包括锥束CT成像单元、高/低温压痕测试单元(4)、电动旋转平台(8)、隔振台(1)及硅油控温装置(9)，所述锥束CT成像单元、电动旋转平台(8)与硅油控温装置(9)安装在隔振台(1)上；所述高/低温压痕测试单元(4)固定在电动旋转平台上(8)；所述高/低温压痕测试单元(4)包括高/低温加载子模块、精密加载与检测子模块、真空保障子模块，所述高/低温加载子模块是：样品(19)粘结在载物铜台(20)下方，热电偶(24)粘接在样品(19)圆柱面外侧；载物铜台(20)内部放置有环绕式硅油槽(22)与导热脂(32)，载物铜台(20)外部包围有隔热层(21)；通过硅油控温装置(9)将目标温度的硅油循环通入环绕式硅油槽(22)对样品进行温度控制；所述精密加载与检测子模块通过Z轴压电精密驱动平台(11)作为动力源，驱动压头(18)与电容式位移传感器(14)Z向精密移动，最终将压头(18)压入样品(19)，通过力传感器(27)与电容式位移传感器(14)对载荷/位移信号实时精密检测与反馈控制；所述压头(18)通过夹紧螺钉固定在隔热压杆(15)上；力传感器(27)通过螺纹连接串联在隔热压杆(15)与连接杆(28)之间；电容式位移传感器(14)通过紧定螺钉(25)固定在位移传感器支架(26)末端；连接杆(28)与位移传感器支架(26)固定在XY轴压电驱动平台(29)上方，XY轴压电驱动平台(29)固定在Z轴压电精密驱动平台(11)上；位移传感器导电片(16)与导电片支架(17)粘结在石英玻璃外壁(13)内壁上；所述真空保障子模块通过创建真空环境以避免样品(19)表面结霜或氧化，聚酰亚胺法兰板(23)与石英玻璃外壁(13)通过胶结固定，石英玻璃外壁(13)与真空室底座(10)之间、聚酰亚胺法兰板(23)与载物铜台(20)之间分别采用螺纹连接固定，并夹紧密封圈起到密封效果；通过固定在真空室底座(10)外部的真空球阀(12)、航空插头(30)与排气阀(31)对真空室内进行气体交换与电气线路连通。