[发明专利]一种单晶硅小尺寸试件高温力学性能原位拉伸测试系统及方法

权利要求书

1.一种单晶硅小尺寸试件高温力学性能原位拉伸测试系统，其特征在于：该测试系统包括载荷控制系统、原位试验机(1)、专用夹具(2)、特制试验件(3)、温度控制系统、加热台(4)、冷却水系统和扫描电子显微镜(SEM)观测系统；特制试验件(3)通过专用夹具(2)固定于原位试验机(1)上，原位试验机(1)与载荷控制系统连接，原位试验机(1)用于单轴拉伸加载，置于SEM观测系统内部；载荷控制系统根据要求设计加载程序，同时输出试验过程中的载荷、位移信息；加热台(4)与温度控制系统连接，固定于原位试验机(1)上，温度控制系统用来设定和监测加热温度；加热台(4)内部的水冷通道与冷却水系统连通，冷却水系统用来冷却加热台(4)与原位试验机(1)的机械连接部分；SEM观测系统用来跟踪样品的变形细节；原位试验机(1)、专用夹具(2)、特制试验件(3)、加热台(4)位于SEM观测系统的真空室内，载荷控制系统、温度控制系统、冷却水系统位于SEM观测系统的真空室外，通过真空室的密封墙上定制的数据线接口实现载荷控制系统与原位试验机(1)、温度控制系统与加热台(4)、冷却水系统与加热台(4)的连接；

所述专用夹具(2)为楔形，通过车削加工和线切割得到，与特制试验件(3)接触的面有条纹(2-1)和小凸台(2-2)；连接时专用夹具(2)置于原位试验机(1)的楔形卡槽中，上下两侧的专用夹具(2)压紧时小凸台(2-2)相互接触，防止特制试验件(3)受垂直方向的压力；加载时作用力通过条纹(2-1)的侧面与特制试验件(3)条纹的侧面相互挤压传递，以对特制试验件(3)的考核段施加单轴拉力。

2.根据权利要求1所述的单晶硅小尺寸试件高温力学性能原位拉伸测试系统，其特征在于：所述特制试验件(3)通过微加工工艺得到：夹持段上下两侧均有条纹；考核段的截面尺寸为0.2mm*1mm～0.3mm*2mm，远小 于夹持段的截面尺寸；考核段与夹持段采用半径为15mm～20mm的大圆弧过渡；考核段贴于加热台(4)上方，用SEM观测系统考核段变形细节；加载时作用力通过上下两侧条纹的侧面与条纹(2-1)的侧面相互挤压传递，以对考核段施加单轴拉力。