[发明专利]一种用于电化学体系的原位载荷加载装置

权利要求书

1.一种用于电化学体系的原位载荷加载装置，其特征在于，该装置包括导轨位置调整机构、导轨机构、载荷施加机构和基座；导轨位置调整机构用于实现导轨机构在0～90°范围内的转动，并能实现导轨机构的固定，进而调节载荷施加机构的池体内待测试工件的倾斜角度；

所述载荷施加机构包括上连杆、池体、导电下拉杆、压力传感器和螺旋测微仪；上拉杆固定在陶瓷促动器的作用端，上拉杆和导电下拉杆分别与待测试工件的上、下端相连，待测试工件位于池体内；螺旋测微仪位于池体的下方，为待测试工件提供初始载荷；压力传感器用于测量待测试工件的初始载荷；

所述池体包括池体盖、玻璃片、固定件和绝缘的池体本体；所述池体本体为上端和一侧均具有开口的箱体结构，池体本体的一侧分别设有进液口和出液口；池体盖固定在池体本体上；玻璃片通过固定件安装在池体本体的侧面开口处。

2.根据权利要求1所述的用于电化学体系的原位载荷加载装置，其特征在于，所述载荷施加机构安装在导轨机构上，导轨机构与导轨位置调整机构通过转动副连接，导轨位置调整机构与基座通过转动副连接。

3.根据权利要求1或2所述的用于电化学体系的原位载荷加载装置，其特征在于，所述基座包括底板、铰支座、立柱连接板和立柱；底板的四个端角处均固定有铰支座，底板的中部开有螺纹孔；底板的一端沿短边方向间隔设有两个立柱，立柱的自由端具有安装孔；立柱连接板套装在两个立柱的自由端。

4.根据权利要求3所述的用于电化学体系的原位载荷加载装置，其特征在于，所述导轨位置调整机构包括摆杆、L型连接板、摇杆和座板；座板一端的两侧分别与各自的摇杆的一端铰接，两个摇杆的另一端分别与底板一端的两个铰支座铰接；座板另一端的两侧分别与各自的摆杆的一端铰接，两个摆杆的另一端分别与底板另一端的两个铰支座铰接；L型连接板的竖直面与座板铰接摆杆的一端固连，L型连接板的水平面能够与底板的螺纹孔连接。

5.根据权利要求4所述的用于电化学体系的原位载荷加载装置，其特征在于，所述导轨位置调整机构还包括手柄，座板一侧的两端分别固定有手柄。

6.根据权利要求4所述的用于电化学体系的原位载荷加载装置，其特征在于，所述导轨机构包括导轨、一号架板、一号锁紧板和二号架板；二号架板固定在座板的侧面，且位于座板与摆杆铰接的一端；二号架板上间隔固定有两个平行于座板的导轨，一号架板套装在两个导轨的自由端；导轨靠近自由端的位置开有安装孔；一号锁紧板套装在两个导轨上，且靠近二号架板。

7.根据权利要求6所述的用于电化学体系的原位载荷加载装置，其特征在于，所述载荷施加机构还包括定位套、丝杠螺母、二号锁紧板、滑板和连接轴；

所述二号锁紧板和滑板均安装在两个导轨上，滑板位于二号锁紧板与一号锁紧板之间；螺旋测微仪固定在一号锁紧板上，丝杠螺母滑动安装在螺旋测微仪的调节柱上，丝杠螺母同时与滑板固连；压力传感器的两端分别与二号锁紧板和滑板固连；定位套的一端与二号锁紧板固连，另一端与导电下拉杆的一端固连；导电下拉杆的另一端从池体的底部伸入池体内，用于夹持待测试工件的下端；导电下拉杆穿过池体的位置通过密封塞密封；陶瓷促动器固定在一号架板的中部，上拉杆的一端螺纹连接在陶瓷促动器的作用端上，另一端穿过池体盖伸入池体本体内，用于夹持待测试工件的上端。

8.根据权利要求7所述的用于电化学体系的原位载荷加载装置，其特征在于，所述定位套的侧面开有螺纹孔，导电螺柱安装在定位套的螺纹孔内；导电螺柱位于定位套内的一端与导电下拉杆紧密固定，位于定位套外的一端安装有工作电极。

9.根据权利要求7所述的用于电化学体系的原位载荷加载装置，其特征在于，所述导电下拉杆的中部侧面开有与导电螺柱配合的环形凹槽，导电螺柱的端部与环形凹槽紧密接触。

10.一种用于电化学体系的原位载荷加载装置的使用方法，其特征在于，该方法的具体步骤是：

1)待测试工件的安装：调节一号架板和二号架板上的螺柱，将导轨锁紧；通过调节导轨位置调整机构，使导轨处于水平位置，并通过螺栓将导轨与相应的立柱固定，实现导轨机构在水平位置的固定安装；调节上拉杆和导电下拉杆的压片，将待测试工件的两端与上拉杆和导电下拉杆固定，并通过水平仪检测待测试工件的位置，使待测试工件保持水平；

2)待测试工件的调试：调节一号锁紧板和二号锁紧板上的螺柱，使两个锁紧板能够在导轨滑动；调节螺旋测微仪，拉伸待测试工件，当压力传感器测得的拉力等于待测试工件材料弹性极限的1％时，停止调节螺旋测微仪，并将两个锁紧板锁紧，将池体固定在当前位置，为待测试工件施加初始载荷；

3)导轨的倾角调整：卸下连接导轨和立柱的螺栓，通过调节导轨位置调整机构，使导轨倾斜一定角度，分别通过螺栓和垫片将摇杆、摆杆、底座和铰支座之间的铰接位置形成固连，进而将导轨固定在当前位置，此时池体中待测试工件也处于倾斜位置，外部物理场待测试工件的侧面；重复此操作即可在0～90°范围内调节导轨的倾角，进而调节外部物理场的作用方向与待检测工件之间的夹角。