[发明专利]一种微纳表面力学性能测试装置

说明书

本发明提供一种微纳表面力学性能测试装置，包括底板和样品安装架，丝杆通过支撑板连接在底板上，导轨直线滑块上固定连接有压力控制电机，压力控制电机连接有蜗轮，蜗杆固定连接在样品安装架上，样品安装架上安装有可旋转的样品安装台，样品安装台与旋转控制电机连接，导轨直线滑块上固定连接有冲击试验物质放置箱，待测样品沿X向运动经过的底板上的区域包括磨擦模式运行区段、刮擦模式运行区段和磨擦与刮擦混合模式运行区段，磨擦模式运行区段内的底板上固定连接有砂纸、压力传感器和激光位移传感器，刮擦模式运行区段内的底板上安装有可伸缩刀片。本发明对微纳表面磨损情况实时进行检测，给微纳表面力学性能的测试带来了极大的便利。

技术领域

本发明属于微纳米力学测试领域，具体涉及一种微纳表面力学性能测试装置。

背景技术

微纳表面指的是表面存在微米、纳米尺度结构的表面。由于其优异的光学、自洁、减阻、抗结冰等性能，近年来引起了研究人员的极大兴趣。然而，由于微纳表面的力学性能较差，容易在外界影响下造成磨损，从而引起表面性能的急剧下降。这种缺陷不仅严重影响其性能表面，也严重影响其寿命。因此，需要评估微纳表面的力学性能。

目前，对微纳表面进行力学测试时，由于没有通用的和多功能的测试装置，研究人员往往采用各种非标准的测试方式来评估微纳表面的力学性能，这些复杂的测试过程给微纳表面的性能评估带来了障碍。由于没有通用的测试装置，传统的力学性能测试方式往往在测试后需要将待测件转移到接触角测量仪测量表面接触角的变化来评估微纳表面的力学性能，这些复杂的测试过程使得微纳表面的力学性能评估效率低下。

发明内容

本发明提供一种微纳表面力学性能测试装置，将摩擦测试机构、刮擦测试机构和冲击测试机构结合为一体，可以进行单一测量方式或多种测量方式结合来进行微纳表面力学性能评估，对微纳表面磨损情况实时进行检测，给微纳表面力学性能的测试带来了极大的便利。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种微纳表面力学性能测试装置，包括底板1和样品安装架11，所述的样品安装架11的X向运动通过滑块移动控制电机4带动丝杆6旋转实现，所述的丝杆6通过支撑板21连接在底板1上，丝杆6上安装的导轨直线滑块10上固定连接有压力控制电机7，所述的压力控制电机7连接有蜗轮，与所述的蜗轮配合的蜗杆8固定连接在样品安装架11上，所述的样品安装架11的Y向运动通过压力控制电机7驱动蜗轮蜗杆实现，所述的样品安装架11上安装有可旋转的样品安装台18，所述的样品安装台18与旋转控制电机20连接，导轨直线滑块10上固定连接有冲击试验物质放置箱9，所述的放置箱9的下端与待测样品对应处连接有管，所述的管上安装有电磁阀，所述的样品安装台18上固定安装有待测样品19，所述的待测样品19沿X向运动经过的底板1上的区域包括磨擦模式运行区段a、刮擦模式运行区段b和磨擦与刮擦混合模式运行区段c，所述的磨擦模式运行区段a内的底板1上固定连接有砂纸12、压力传感器14和激光位移传感器15，所述的刮擦模式运行区段b内的底板上安装有可伸缩刀片16。

作为本发明更优的技术方案，所述的砂纸12通过砂纸夹具13固定连接在底板1上。

作为本发明更优的技术方案，所述的底板1上安装有控制单元2，所述的控制单元2与压力控制电机7、滑块移动控制电机4、压力传感器14和激光位移传感器15、电磁阀、旋转控制电机20控制连接。

作为本发明更优的技术方案，所述的支撑板21为两个，两个支撑板21安装有支撑梁5，所述的支撑梁5平行于丝杆6，并穿过导轨直线滑块10上的通孔，支撑梁5的两端固定连接在支撑板21上。

作为本发明更优的技术方案，所述的底板1上固定有显示屏3，所述的显示屏3与控制单元2连接。

作为本发明更优的技术方案，所述的压力传感器14和激光位移传感器15与底板1之间的缝隙用PDMS封闭防水，之后整体表面镀parylene C加强防水。

有益效果如下：