[发明专利]一种多维连续旋转表征材料各向异性的设备

说明书

本发明涉及一种多维连续旋转表征材料各向异性的设备，属于材料各向异性相关测试技术领域。本发明的一种多维连续旋转表征材料各向异性的设备包括安装固定模块、位移模块、旋转模块、样品装置模块和电机驱动控制模块，该设备除了能够实现在面内或面外连续转变角度的测试外，更是突破了空间维度的限制，首次实现了能够从面内连续转变角度到面外的过程。该设备为研究材料的各向异性提供了一个全新的维度，且该过程是厘清材料性质至关重要的一部分。另外，该设备结构精巧，操作简单，能够与多种开放、集成的测试系统兼容配套使用。

技术领域

本发明属于材料各向异性相关测试技术领域，具体涉及一种多维连续旋转表征材料各向异性的设备。

背景技术

晶体的各向异性即沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同。晶体的各向异性具体表现在晶体不同方向上的弹性模量、硬度、断裂抗力、屈服强度、热膨胀系数、导热性、电阻率、磁化率和折射率等都是不同的。各向异性作为晶体的一个重要特性具有相当重要的研究价值。特别地，在二维晶体中，其不仅具有原子面内的各向异性，面外(垂直于原子面方向)则具有更显著的各向异性。

二维晶体的面内、面外均具有各向异性已有大量相关研究被报道，而由面内连续旋转到面外过程中的相关特性是如何变化的却一直未有报道。而该过程却能显示出丰富的材料结构等信息，是系统厘清材料性质不可缺少的环节。

目前已有测试设备只能通过旋转测试面内或面外的光学响应从而确定材料面内或面外的各向异性。然而现实中却没有可以实现连续旋转角度测试材料由面内到面外的设备，同时也无法实现多维连续旋转测试。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种多维连续旋转表征材料各向异性的设备，特别是对于晶体材料的结构、光学、电学、光电等物理化学特性的研究增加了一个从未被报道过的测试维度---面内到面外的连续转变角度测试的设备，同时该设备还具备有位移定位功能，方便测试时能够快速准确的找到待测试材料区域，且该设备结构精致小巧，能够与各种自由光路或高度集成测试仪器兼容配套使用。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种多维连续旋转表征材料各向异性的设备，包括安装固定模块1、位移模块、旋转模块、样品装置模块8和电机驱动控制模块6；

所述位移模块固定在所述安装固定模块1上，用于带动样品18实现三维方向的移动；

所述旋转模块安装在所述位移模块上，用于带动样品18实现水平面的连续角度转变和竖直面的连续角度转变；

所述样品装置模块8安装在所述旋转模块上，用于放置样品18；

所述电机驱动控制模块6与电脑通信，用于向所述位移模块和所述旋转模块发送驱动电机运动的脉冲信号，从而控制位移模块的移动和旋转模块的旋转，调控样品18的位移和旋转角度，电脑实时的监控和记录样品的移动和旋转状态。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，所述位移模块由三块结构相同的单轴位移模块组装而成，包括X轴位移模块、Y轴位移模块和Z轴位移模块；

所述X轴位移模块3固定在所述安装固定模块1上，所述Y轴位移模块4固定在所述X轴位移模块3的位移板上，所述Z轴位移模块5固定在转接板2上，所述转接板2固定在所述Y轴位移模块4的位移板上。

可选地，所述单轴位移模块包括面板25、位移板23、导轨10、内含联轴器的步进电机9、丝杠11、可移动螺丝座22、固定座24、原点限位器12、极限限位器26；