[发明专利]纳米材料单晶应力场耦合电化学测试装置及方法

权利要求书

1.纳米材料单晶应力场耦合电化学测试装置，其特征在于：包括光学显微镜、电化学工作站、电化学原位测试单元和应力施加单元；

所述电化学原位测试单元包括自上而下配合安装的测试主体以及测试底座；

所述测试主体内竖直设置有第一通孔，且测试主体上端端面设置将第一通孔环绕在内的未完全闭环的环形凹槽，该环形凹槽内侧的壁面低于其外侧的壁面，且未完全闭环处所在的测试主体上沿轴向设置有开口向下的导线引出槽；所述第一通孔的上端面密封安装一个中心设置有小孔的观测窗；

所述测试主体上还设置有与所述环形凹槽连通的第一安装孔和第二安装孔，用于分别安装电化学测试所需的对电极和参比电极；

所述测试底座用于承载并将柔性衬底及转移至该柔性衬底上的待测纳米材料伸入第一通孔中顶紧在所述观测窗的小孔下端面，使柔性衬底与小孔孔壁配合形成一个可盛装电解液的腔体；

所述测试底座沿轴向设置有第二通孔；

所述应力施加单元包括探针、探针夹持组件以及三维移动平台；所述探针通过探针夹持组件竖直安装在所述三维移动平台上，探针在三维移动平台的调节下，伸入所述第二通孔内并对置于测试底座上的柔性衬底施加机械应力，使待测纳米材料发生应变；

所述光学显微镜通过所述小孔测量待测纳米材料产生的应变量；

所述电化学工作站测量所述应变量下待测纳米材料的电化学性能。

2.根据权利要求1所述纳米材料单晶应力场耦合电化学测试装置，其特征在于：

所述测试底座包括底座主体以及支撑体；

所述底座主体包括底板和同轴设置在底板上的连接段，底座主体内竖直设置有用于安装支撑体的第三安装孔；所述连接段与测试主体下端结构相适配，通过两者的适配连接，使测试底座与测试主体连接；

所述支撑体的竖截面呈T型，包括同轴支撑座和连接杆；所述支撑座的直径大于所述第三安装孔的孔径，所述连接杆插入所述第三安装孔内。

3.根据权利要求1或2所述纳米材料单晶应力场耦合电化学测试装置，其特征在于：

所述三维移动平台包括磁性表座、以及自下而上依次设置在磁性表座上分别向X轴、Y轴、Z轴运动的第一机械垫块、第二机械垫块、和第三机械垫块；

三个机械垫块均通过调节螺旋组件调节运动。

4.根据权利要求3所述纳米材料单晶应力场耦合电化学测试装置，其特征在于：

所述探针通过探针夹持组件设置在向Z轴运动的第三机械垫块上；

所述第三机械垫上竖直设置有第四安装孔；

所述探针夹持组件包括L型支撑杆、弹簧和限位块；

所述L型支撑杆包括竖杆和横杆；竖杆通过紧固螺栓安装在第四安装孔中；横杆上设置有安装块以及第三通孔；所述弹簧和限位块均套设在横杆上，弹簧的一端与安装块连接，另一端与限位块连接，且限位块在弹簧的作用下可对插入第三通孔的探针施加作用力，固定探针在第三通孔中的位置。

5.根据权利要求4所述纳米材料单晶应力场耦合电化学测试装置，其特征在于：

所述第一安装孔和第二安装孔的内壁均设置有内螺纹，且设置有密封圈。

6.根据权利要求5所述纳米材料单晶应力场耦合电化学测试装置，其特征在于：

所述观测窗采用玻璃材质。

7.根据权利要求1所述纳米材料单晶应力场耦合电化学测试装置，其特征在于：

所述待测纳米材料由单颗单晶制备而成。

8.根据权利要求1所述纳米材料单晶应力场耦合电化学测试装置，其特征在于：

所述光学显微镜可替换为拉曼设备。