[发明专利]一种测量高温高压条件下材料特性的方法

摘要

本发明涉及高压物理实验和材料物性测量领域，一种测量高温高压条件下材料特性的方法，凸台顶砧连接支撑台；控制位移平台移动垫圈托架，垫圈位于下顶砧的正上方表面处；将样品外包裹上热隔离材料，再置于垫圈中心的透孔中；对凸台顶砧施加压力，上顶砧和下顶砧各自的凸出部分分别从上方和下方进入垫圈中心孔中，使得样品及其外侧包裹的热隔离材料被压缩；释放凸台顶砧压力，并使上顶砧和下顶砧分离，垫圈中心的透孔形成了上下两个圆柱形空隙的凹槽；将凸台顶砧从支撑台上分离，再将平面顶砧连接于支撑台，控制位移平台移动垫圈托架，使垫圈位于上顶砧和下顶砧之间；在两个凹槽中填满热隔离材料，使得热隔离层平整；开启激光器，对样品加热。

主权项

一种测量高温高压条件下材料特性的方法，装置主要包括支撑台(1)、平面顶砧(2)、凸台顶砧(3)、样品(4)、垫圈(5)、凹坑(6)、垫圈托架(7)、套筒(8)、位移管(9)、螺丝(10)、光纤(11)、自聚焦透镜(12)、激光器，样品(4)位于垫圈(5)中心，垫圈(5)外圈具有垫圈托架(7)，平面顶砧(2)及凸台顶砧(3)均包括上顶砧和下顶砧、且均由金刚石材料制成，平面顶砧(2)的压力接触面为平面，所述套筒(8)内侧面和所述位移管(9)外侧面均有螺纹，凹坑(6)有两个；凸台顶砧(3)的压力接触面具有一圆柱体凸出部，平面顶砧(2)或凸台顶砧(3)与支撑台(1)之间均能够通过快接卡扣连接；垫圈(5)中心具有圆形透孔，样品(4)置于透孔内，垫圈(5)预先经过压缩，使得所述透孔的横截面与凸台顶砧(3)上的圆柱体凸出部横截面一致，所述垫圈托架(7)为环状且能够支撑并带动垫圈(5)移动，垫圈托架(7)与一个位移平台通过卡扣连接，进行高压实验时，卡扣松开能使垫圈托架(7)与位移平台分离；所述凹坑(6)是用凸台顶砧(3)压紧垫圈(5)中心的样品(4)后，在样品(4)的上方和下方形成的凹坑；所述套筒(8)、位移管(9)、螺丝(10)、光纤(11)、自聚焦透镜(12)具有上下对称设置的两套，所述套筒(8)连接于支撑台(1)上，所述自聚焦透镜(12)固定于所述套筒(8)内、且实验时靠近所述支撑台(1)表面，通过所述螺丝(10)和位移管(9)将所述光纤(11)末端定位在所述自聚焦透镜(12)前、且两者的距离能够调节，其特征是：所述一种测量高温高压条件下材料特性的方法步骤为：一.将所述凸台顶砧(3)与所述支撑台(1)通过快接卡扣连接；二.控制位移平台移动垫圈托架(7)，使得垫圈(5)位于所述凸台顶砧(3)的下顶砧的正上方表面处；三.将样品(4)外包裹上热隔离材料，再置于垫圈(5)中心的透孔中；四.对凸台顶砧(3)的上顶砧和下顶砧施加压力，上顶砧和下顶砧各自的凸出部分分别从上方和下方进入垫圈(5)中心孔中，使得样品(4)以及其外侧包裹的热隔离材料在竖直方向被压缩；五.释放凸台顶砧(3)的压力，并使上顶砧和下顶砧分离，垫圈(5)中心的透孔形成了上下两个圆柱形空隙的凹坑(6)；六.将凸台顶砧(3)从支撑台(1)上分离，再将平面顶砧(2)通过快接卡扣连接于支撑台(1)，控制位移平台移动垫圈托架(7)，使得垫圈(5)位于平面顶砧(2)的上顶砧和下顶砧之间；七.在垫圈(5)中心的两个所述凹坑(6)中填满固体热隔离材料或流体热隔离材料，缓慢地将平面顶砧(2)靠近垫圈(5)并压紧，压紧后，去除垫圈(5)外多余的热隔离材料，使得覆盖整个垫圈(5)中心透孔的热隔离层平整；八.开启激光器，激光束通过上下两光纤(11)照射到样品(4)上，调整位移管(9)及螺丝(10)，使得光纤(11)与自聚焦透镜(12)及支撑台(1)之间的相对位置能够将激光束聚焦至样品(4)，对样品加热。