[实用新型]一种基于GM制冷机可视化的薄膜材料摩擦试验装置

说明书

本实用新型公开了一种基于GM制冷机可视化的薄膜材料摩擦试验装置，包括GM制冷机、支架、测试腔体，所述测试腔体包括导热杆、粗糙度仪、波纹管、二维平台仪、X‑Y调节二维平台仪Z方向调节器、测试样品端、真空插座及观察窗，所述导热杆连接于GM制冷机的二级冷头，所述粗糙度仪设于二维平台仪上，悬挂在样品台上方，样品台固定于导热杆上，薄膜样品放置于样品台低端凹槽中，滑块放置在样品台左侧凹槽。通过本实用新型，可以开展薄膜材料的在7K‑常温、真空环境下的摩擦性能研究，同时具备低温环境下薄膜材料表面粗糙度的功能。这就为固体润滑材料在极端环境下的应用提供了测试手段，进一步推动固体润滑的工业化应用。

技术领域

本实用新型属于薄膜材料摩擦试验技术领域，涉及一种基于GM制冷机可视化的薄膜材料摩擦试验装置。

背景技术

根据已有的文献调研可知，截止目前，低温环境下的薄膜材料摩擦设备的制冷方式有二种，一种是浸泡式(液氮、液氦)、另外一种是充液氮式制冷。其中第一种制冷方式，测试温度范围有限，仅限于77K或4.2K环境下进行测试，而且由于溶液本身的浸润性导致摩擦过程中得到的数据不是真实的摩擦值，存在一定的误差。第二种充液体式制冷方式，在降温过程中存在气流的作用，对测试样品表面和测试值产生一定的影响。而且以上二种制冷过程中都不具备可视化实时观测样品表面粗糙度的测试功能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于GM制冷机可视化薄膜材料的测试装置,实现温度区间7K-常温薄膜材料的摩擦性能测试，且利用粗糙度仪实时观测样品表面粗糙度，同时通过观察窗来实时观察样品。

本实用新型的目的是采用以下技术手段实现的，一种基于GM制冷机可视化的薄膜材料摩擦试验装置，包括GM制冷机、支架、测试腔体，所述测试腔体包括导热杆、粗糙度仪、波纹管、二维平台仪、X-Y调节二维平台仪Z方向调节器、测试样品端、真空插座及观察窗，所述测试样品端包括测试薄膜样品、样品台、力传感器、细绳、滑块；所述GM制冷机与支架相连位于支架的底部，所述支架为桶状，所述测试腔体连接设于支架的侧部；所述导热杆连接于GM制冷机的二级冷头，所述粗糙度仪设于二维平台仪上，悬挂在样品台上方，X-Y调节平台Z方向调节器与二维平台仪相连，X-Y调节平台Z方向调节器活动连接于测试腔体侧壁，实现粗糙度仪和二维平台仪整体上下移动，导热杆通过波纹管进入测试腔体内部，样品台固定于导热杆上，薄膜样品放置于样品台低端凹槽中，滑块放置在样品台左侧凹槽，滑块通过细绳进行连接，力传感器连接在绳子上，并且保证细绳在一个自由度运动，细绳的右端连接直线电机；测试腔体的端部采用透明玻璃密封，观察窗也由透明材料制成，测试腔体抽成真空。

优选地，所述样品台通过四角螺栓固定在导热杆。

本实用新型基于GM制冷机可视化的薄膜材料摩擦试验装置，基于GM制冷机实现薄膜材料7K-常温温度区间、真空环境下摩擦的测试要求。通过将粗糙度仪引入腔体，具备了低温、真空环境下薄膜材料表面粗糙度的测试功能。并且从观察窗实时观测滑块和样品，拥有了可视化的能力。

通过本实用新型，可以开展薄膜材料的在7K-常温、真空环境下的摩擦性能研究，同时具备低温环境下薄膜材料表面粗糙度的功能。这就为固体润滑材料在极端环境下的应用提供了测试手段，进一步推动固体润滑的工业化应用。

附图说明

图1是本实用新型实施例的基于GM制冷机可视化的薄膜材料摩擦试验装置的测试腔体的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的基于GM制冷机可视化的薄膜材料摩擦试验装置的测试样品端的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细介绍本实用新型技术方案。