[发明专利]基于扫描电镜的原位加载装置

说明书

本发明公开了一种基于扫描电镜的原位加载装置，包括：试验台；第一夹持块、第二夹持块；第一连接块、第二连接块，第一连接块与第一夹持块相对设置，第二连接块与第二夹持块相对设置；压电陶瓷组，其设置于第一连接块与第一夹持块之间；压力传感器，其设置于第二连接块与第二夹持块之间；丝杠传动机构，其用于使第一连接块与第二连接块相对运动，以使第一夹持块和第二夹持块夹持试件，并通过压电陶瓷组合和压力传感器测得试件的力学数据；变速箱，其与丝杠传动机构连接，并用于驱动丝杠传动机构；致动器，其用于驱动变速箱。通过丝杠传动机构使得第一夹持块和第二夹持块能够快速靠近试件并对试件进行加载，从而缩短了加载试件的时间。

技术领域

本发明涉及机电控制技术领域，尤其涉及一种基于扫描电镜的原位加载装置。

背景技术

材料的宏观破坏往往是由微观失效累积引起的，比如金属多晶材料，其破坏往往是从晶界断裂开始的，加之对于宏观材料的宏观力学性能研究已经比较成熟，目前相关学者们将研究视野逐渐转向了材料的微尺度力学性能研究，这必然要涉及到到微观变形测量的问题。实现微观变形测量的关键在于提高测量的空间分辨率和位移灵敏度。近年来高分辨率显微技术特别是扫描电镜的发展，为微纳米实验力学测量技术提供了前所未有的发展机遇，其空间分辨率高达纳米量级。利用扫描电镜进行力学性能表征，需要发展相应的加载设备。

然而，现有技术中的用于加载试件的加载机构均是微进给加载机构，即靠近和加载试件过程其进给速度相同，且速度较低，这势必延长了加载试验的操作时间(合理的加载机构是在靠近试件的过程中进给速度快、为试件加载时进给速度慢)。

发明内容

针对现技术中存在的上述技术问题，本发明的实施了提供了一种能够解决上述一个或几个问题的基于扫描电镜的原位加载装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于扫描电镜的原位加载装置，用于加载试件，包括：

试验台；

第一夹持块、第二夹持块；两者相对设置在所述试验台上以用于夹持所述试件；

第一连接块、第二连接块，所述第一连接块与所述第一夹持块相对设置，所述第二连接块与所述第二夹持块相对设置；

压电陶瓷组，其设置于所述第一连接块与所述第一夹持块之间；

压力传感器，其设置于所述第二连接块与所述第二夹持块之间；

丝杠传动机构，其用于使第一连接块与第二连接块相对运动，以使所述第一夹持块和所述第二夹持块夹持所述试件，并通过所述压电陶瓷组合和所述压力传感器测得所述试件的力学数据；

变速箱，其与所述丝杠传动机构连接，并用于驱动所述丝杠传动机构；

致动器，其用于驱动所述变速箱。

优选地，还包括：

密封法兰盘，其内收纳有数据线，所述数据线分别与所述致动器、所述压电陶瓷组以及所述压力传感器电连接；

控制箱，其与所述密封法兰盘内的数据线电连接，用于采集所述致动器、所述压电陶瓷组以及所述压力传感器的物理和力学数据；

计算机，其与所述控制箱电连接，用于显示所述控制箱所采集的物理和力学数据，并对该物理和力学数据进行分析。

优选地，还包括光栅位移计，所述光栅位移计设置于所述试验台上，并沿所述第一夹持块和所述第二夹持块的夹持方向延伸，以检测所述试件的压缩量。

优选地，所述变速箱与所述丝杠传动机构通过联轴器连接。

优选地，所述压电陶瓷组由多块压电陶瓷块并列拼接而成，所述压电陶瓷组的两侧分别由第一压电陶瓷固定装置和第二压电陶瓷固定装置固定。