[实用新型]衍射成像原位拉伸装置

说明书

本实用新型公开了一种衍射成像原位拉伸装置，涉及衍射成像领域，包括驱动机构、丝杆、丝杆螺母、滑移台、驱动杆、直线轴承、样品腔；所述驱动机构驱动所述丝杆转动，所述丝杆螺母连接在所述丝杆的螺纹上；所述滑移台包括轨道和滑块，所述轨道与所述丝杆的长度方向平行设置，所述滑块与所述轨道滑动配合；所述驱动杆的一端与所述丝杆螺母固定连接并与所述滑块固定连接，另一端穿过所述直线轴承的中心孔后伸入所述样品腔中；所述样品腔采用X射线能够透过的材质。本实用新型的优点在于：能够对材料在拉伸过程中实现在线监测。

技术领域

本实用新型涉及衍射成像领域，尤其涉及一种衍射成像原位拉伸装置。

背景技术

硬多晶材料，例如金属、合金和陶瓷，构成了多数现代工业的基础。这些材料的物理、化学和机械性能在很大程度上取决于它们在晶粒尺度的微结构。这其中形状记忆合金(SMA)就是最为典型的一种材料。形状记忆合金多晶体是金属材料，其可以变形远远超过弹性变形极限，达到几个百分比的应变，并且在卸载或加热时恢复原始形状。由于马氏体相变，该材料可以容纳和恢复大的应变。在NiTi基SMA中，母相(奥氏体)和产品相(马氏体)在拉伸应力下的转变倾向于定位，使得马氏体带前沿沿着样品形成并传播，留下具有改变的尺寸和微观结构的材料(相位)落后。由于这类似于在某些钢合金中观察到的塑性变形的局部化，因此在文献中称为类似Lüders的变形。然而，NiTi合金中局部变形的几个具体特征不同于与该过程的不同性质相关的钢中的局部变形。定位现象的微观结构方面，例如相的相互作用及其在内部界面上的相容性或内部应变和应力不均匀性，仍然是极其复杂的，其具体的机理目前尚未完全理解。例如。局部化仅发生在具有合适纹理的NiTi合金中，并且仅在特定的加载模式和变形速率下，并且它是疲劳的关键问题。因此，全面描述加工过程中的微结构演变成为了研究材料科学的核心问题。

随着材料科学在各行各业的不断深入应用，其材料相关的性能研究也变得越来越重要。传统方法中往往采用构建模型的方式来预测材料的塑性行为。尽管现在有许多模型可供使用，但由于缺乏验证此类模型的实验方法，因此没有足够的方法来判断哪种模型是有效的。一个多世纪以来，出现了多种应用于材料科学的研究方法，例如光学显微镜，扫描电子显微镜(SEM)，透射电子显微镜(TEM)，电子背向散射方法(EBSD)等。这些表征技术的发展的确给材料的结构研究带来了便利性。如金属和合金的塑性变形在显微镜下由结晶滑移或孪晶引起，通过透射电子显微镜观察可以很好地理解这些变形。多晶中滑移或孪晶的宏观行为已经通过电子背散射衍射技术进行研究并证实了其存在。然而，通过上述方法获得的信息仅限于接近表面处的信息。虽然样本的连续切片允许人们获得三维信息，但是由于观察到的体积被破坏，因此无法跟踪其方向的变化。随着同步辐射光源的发展，基于同步辐射的X射线衍射技术已经实现了新的实验方法。3D X射线衍射显微成像方法就实现了材料的非破坏性3D映射。而与此同时，材料在拉伸过程中展现出来的微结构变化往往都是呈现亚稳态现象，一旦拉压力等外界条件撤掉后，其所具有的微结构也会随之发生变化，因此开发设计出一款能够对材料在拉伸过程中实现在线监测的原位测试装置将会对这一研究领域产生重大的作用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够对材料在拉伸过程中实现在线监测的衍射成像原位拉伸装置。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：衍射成像原位拉伸装置包括驱动机构、丝杆(7)、丝杆螺母(8)、滑移台(9)、驱动杆(10)、直线轴承(12)、样品腔(16)；所述驱动机构驱动所述丝杆(7)转动，所述丝杆螺母(8)连接在所述丝杆(7)的螺纹上；所述滑移台(9)包括轨道和滑块，所述轨道与所述丝杆的长度方向平行设置，所述滑块与所述轨道滑动配合；所述驱动杆(10)的一端与所述丝杆螺母(8)固定连接并与所述滑块固定连接，另一端穿过所述直线轴承(12)的中心孔后伸入所述样品腔(16)中；所述样品腔(16)采用X射线能够透过的材质。

丝杆的转动经丝杆螺母转换为丝杆螺母的相对移动，进而带动驱动杆，驱动杆在滑移台和直线轴承约束下进行垂直方向的移动。