一种基于对称型金刚石对顶砧技术的动态加载装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于对称型金刚石对顶砧技术的动态加载装置，包括载体、对称型DAC、多个压电陶瓷和静压加载螺钉；载体包括上盖和套筒；上盖为圆形平板状，套筒为圆柱体状，套筒顶部中心有一凹槽，用来装载对称型DAC，对称型DAC活塞部与载体套筒通过螺钉固定；载体套筒底部沿加载轴方向中心对称分布多个贯通的压电陶瓷装填孔和多个静压加载螺纹安装孔；载体上盖和套筒中心均开通光孔；压电陶瓷为柱状；压电陶瓷与套筒轴线平行，固定设于套筒外周部装填孔内；压电陶瓷下端通过固定螺钉固定在套筒外周部装填孔内，上端与上盖底表面接触。该装置既可用对称型DAC，又可实验快速加载/卸载的实验装置，简化实验操作过程，提高装置使用率，降低实验难度。

Dynamic loading device based on symmetric diamond anvil anvil Technology

The invention discloses a symmetrical type diamond anvil device based on dynamic loading technology, including carrier, symmetric DAC, a plurality of piezoelectric ceramic and static loading screw; carrier comprises an upper cover and a sleeve; the upper cover is round flat, cylindrical sleeve, sleeve top in the heart has a groove, used to loading symmetric DAC, symmetric DAC piston and the carrier sleeve are fixed through screws; the carrier sleeve bottom along the loading axis symmetrical distribution of a plurality of through the piezoelectric ceramic filling hole and a plurality of static loading screw mounting hole; the carrier cover and sleeve are open heart light hole; piezoelectric ceramic column; the piezoelectric ceramic sleeve and parallel to the axis, the sleeve fixed periphery of the filling hole; the piezoelectric ceramic is fixed by screws in the periphery of the sleeve filling hole, the upper end of the upper cover bottom surface contact. The device can use symmetrical DAC as well as experimental device with fast loading / unloading, simplify the experimental operation process, improve the utilization rate of the device and reduce the experiment difficulty.

【技术实现步骤摘要】
一种基于对称型金刚石对顶砧技术的动态加载装置
本专利技术涉及一种高压装置。
技术介绍
高压实验科学传统上可以分为两个领域，静高压实验和动态加载实验。静高压实验主要用于研究准静水压条件下物质的变化。动态或者冲击实验主要研究物质在不同的应变速率下物性的变化。适当的应变速率可以使材料脱离常规的化学平衡态而形成一些亚稳态相，这些对于研究地球矿物的生长过程和动力学研究都有重大意义。因此，为了能够更好的研究和了解应变速率对物质性质的影响，急需一种能够有效实施动态加载的工具。DAC(diamondanvilcell，金刚石对顶砧)是一种可以产生极高静水压的实验装置，实验过程中几乎不会产生应变率，而动高压技术可以获得103以上应变率。2007年美国LawrenceLivermoreNationalLaboratory的高压研究小组，在传统金刚石对顶砧静态高压技术的基础上，首先发展了可以实现快速加载的高压装置dDAC(Dynamicdiamondanvilcell，动态金刚石对顶砧)。作为快速加载装置的一个雏形，此设备所能达到的最大加载速率为500GPa/s。这一技术填补了静态和动高压在压缩速率方面的空白。LawrenceLivermoreNationalLaboratory的dDAC虽然可以实现比较高的加载速率，但是由于它需要专门化的设计和较大的体积，使装置的调配和装填样品比较困难，且无法使用常用的对称型DAC，导致该装置一次只能准备一个样品，实验过程中无法根据需求快速更换样品，这些很大程度上降低了装置的使用率，增加了实验难度，从而导致装置调配困难、实验操作性差、装置利用率低等技术问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术公开了一种既可以利用常用的对称型DAC，又可以实验快速加载/卸载的实验装置DLD(dynamicloadingdevice，快速加载装置)，简化了实验操作过程，可以提高装置的使用率，降低实验难度。本专利技术的基于对称型金刚石对顶砧技术的动态加载装置，包括载体、对称型DAC、多个压电陶瓷和静压加载螺钉；其中，载体包括上盖和套筒；上盖为圆形平板状，套筒为圆柱体状，套筒的顶部中心有一凹槽，用来装载对称型DAC，对称型DAC的活塞部与载体的套筒通过螺钉固定；载体的套筒的底部沿加载轴方向中心对称分别分布多个贯通的压电陶瓷的装填孔和多个静压加载螺纹的安装孔；载体的上盖和套筒中心均开有通光孔；压电陶瓷为柱状；压电陶瓷与套筒的轴线平行，固定设置于套筒的外周部的装填孔内；压电陶瓷的下端通过固定螺钉固定在套筒的外周部的装填孔内，上端与上盖的底表面接触。优选的，载体的套筒的底部沿加载轴方向中心对称分别分布三个贯通的压电陶瓷的装填孔和三个静压加载螺纹的安装孔。优选地，上盖和套筒通过静压加载螺钉固定连接。优选地，将对称型DAC置于该快速加载卸载装置中后，对称型DAC位于凹槽内，对称型DAC位于上盖的下方，与上盖的下表面接触。优选地，上盖中部有多个螺纹孔，与对称型DAC的套筒部顶端的多个螺纹孔对应。优选地，本专利技术的基于对称型金刚石对顶砧技术的动态加载装置包括3个压电陶瓷。优选地，静压加载螺钉穿过上盖的外周部的安装孔和套筒的外周部的安装孔，由螺钉固定于其中，通过调节静压加载螺钉可以对DAC加载压力。优选地，在载体的套筒中，容纳压电陶瓷的装填孔和静压记载螺钉的安装孔间隔设置于套筒的外周部。本专利技术的基于对称型金刚石对顶砧技术的动态加载装置操作简单，可靠性强，可以使用现有技术中本领域技术人员使用较广的的通用型的对称型DAC，操作人员可以同时准备多个样品，能够大大提高实验的成功率和设备的使用率。附图说明图1为本专利技术的基于对称型金刚石对顶砧技术的动态加载装置的侧视图。图2为本专利技术的基于对称型金刚石对顶砧技术的动态加载装置的顶视图。图3为本专利技术的包括快速加载卸载装置的快速测压系统组成示意框图。具体实施方式参考图1和2，示岀了本专利技术的基于对称型金刚石对顶砧技术的动态加载装置的结构示意图。如图1所示，本专利技术的基于对称型金刚石对顶砧技术的动态加载装置1包括载体2、对称型DAC3、多个压电陶瓷4和静压加载螺钉5。载体2包括上盖21和套筒22。上盖21为圆形平板状，套筒22为圆柱体状，套筒22的顶部中心有一凹槽23，用来装载对称型DAC3，对称型DAC的活塞部与载体2的套筒22通过螺钉固定。上盖21和套筒22通过静压加载螺钉5固定连接。将对称型DAC3置于该快速加载卸载装置中后，对称型DAC3位于凹槽23内。对称型DAC3位于上盖21的下方，与上盖21的下表面接触。载体2的套筒22的底部沿加载轴方向中心对称分别分布多个贯通的压电陶瓷4的装填孔和多个静压加载螺纹5的安装孔。每个压电陶瓷尾部都有一固定螺钉24用于防止压电陶瓷后退。载体2的上盖21和套筒22中心均开有通光孔25。优选的，载体2的套筒22的底部沿加载轴方向中心对称分别分布三个贯通的压电陶瓷4的装填孔和三个静压加载螺纹5的安装孔。上盖21中部有多个螺纹孔，与对称型DAC3的套筒部顶端的多个螺纹孔对应。优选的，上盖21中部四个螺纹孔，与对称型DAC套筒部顶端的四个螺纹孔对应。压电陶瓷4为柱状，可以是圆柱状。压电陶瓷4与套筒22的轴线平行，固定设置于套筒22的外周部的装填孔内。压电陶瓷4的下端通过固定螺钉24固定在套筒22的外周部的装填孔内，上端与上盖21的底表面接触。本专利技术的基于对称型金刚石对顶砧技术的动态加载装置1优选包括3～6个压电陶瓷4，更优选为3个，该数量的压电陶瓷4可以达到稳定的加压和卸压效果，且不会对DAC和光线通过造成影响。本专利技术中的压电陶瓷采购于德国PhysikInstrumente(PI)公司，该公司提供多种型号的压电陶瓷，用户可以根据自己的实验需求对应采购。本专利技术中采用细长形状的压电陶瓷，型号为P-025.80P，直径为25毫米，这样可以有效减小装置的体积；压电陶瓷的最大行程为120微米，电容量为2600纳法，最大阻滞力为14000牛顿，这样可以保证压电陶瓷有足够大的承压能力。本专利技术采用PI公司的E-471K012功率放大器，可以使压电陶瓷获得更短的反应时间。本专利技术中压电陶瓷的行程由信号发生器发出的波函数进行控制，信号发生器发出振幅为0～10V波函数，然后功率放大器将波函数信号转换为0～1000V的电压控制压电陶瓷的行程。静压加载螺钉5穿过上盖21的外周部的安装孔和套筒22的外周部的安装孔，由螺钉固定于其中，通过调节静压加载螺钉5可以对DAC3加载压力。在载体2的套筒22中，容纳压电陶瓷4的装填孔和静压记载螺钉5的安装孔间隔设置于套筒22的外周部。对本专利技术的基于对称型金刚石对顶砧技术的动态加载装置1的装配方法，包括如下操作步骤：(1)将利用常规装样法装好样品的对称型DAC放入载体套筒部的凹槽内，原DAC的静态加压螺钉取出；(2)DAC的活塞和套筒分别用螺钉固定在载体的套筒和上盖上；(3)通过载体上的三个静压加载螺钉将载体的套筒和上盖部连接，三根静压加载螺钉的旋转方向和力度一致，且保证此时DAC两部分相对松弛，对样品无压力；(4)将三个压电陶瓷有序装入载体的压电陶瓷装填孔中，压电陶瓷的球面部头部与上盖无压力接触，为了防止实验过程中压电陶瓷的松动，每个压电陶瓷尾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于对称型金刚石对顶砧技术的动态加载装置，包括载体、对称型DAC、多个压电陶瓷和静压加载螺钉；其中，载体包括上盖和套筒；上盖为圆形平板状，套筒为圆柱体状，套筒的顶部中心有一凹槽，用来装载对称型DAC，对称型DAC的活塞部与载体的套筒通过螺钉固定；载体的套筒的底部沿加载轴方向中心对称分别分布多个贯通的压电陶瓷的装填孔和多个静压加载螺纹的安装孔；载体的上盖和套筒中心均开有通光孔；压电陶瓷为柱状；压电陶瓷与套筒的轴线平行，固定设置于套筒的外周部的装填孔内；压电陶瓷的下端通过固定螺钉固定在套筒的外周部的装填孔内，上端与上盖的底表面接触。

【技术特征摘要】
1.一种基于对称型金刚石对顶砧技术的动态加载装置，包括载体、对称型DAC、多个压电陶瓷和静压加载螺钉；其中，载体包括上盖和套筒；上盖为圆形平板状，套筒为圆柱体状，套筒的顶部中心有一凹槽，用来装载对称型DAC，对称型DAC的活塞部与载体的套筒通过螺钉固定；载体的套筒的底部沿加载轴方向中心对称分别分布多个贯通的压电陶瓷的装填孔和多个静压加载螺纹的安装孔；载体的上盖和套筒中心均开有通光孔；压电陶瓷为柱状；压电陶瓷与套筒的轴线平行，固定设置于套筒的外周部的装填孔内；压电陶瓷的下端通过固定螺钉固定在套筒的外周部的装填孔内，上端与上盖的底表面接触。2.如权利要求1所述的快速加载卸载装置，其特征在于，载体的套筒的底部沿加载轴方向中心对称分别分布三个贯通的压电陶瓷的装填孔和三个静压加载螺纹的安装孔。3.如权利要求1所述的快速加载卸载装置，其特征在于，上盖和套筒通过静压加载螺钉固定连接。4.如权利要求1所述的快速加载卸载装置，其特征在于，将对称型DAC置于该快速加载卸载装置中后，对称型DAC位于凹槽内，对称型DAC位于上盖的下方，与上盖的下表面接触。5.如权利要求1所述的快速加载卸载装置，其特征在于，上盖中部有多个螺纹孔，与对称型DAC的套筒部顶端的多个螺纹孔对应。6.如权利要求1所述的快速加载卸载装置，其特征在于，包括3个压电陶瓷。7.如权利要求1所述的快速加载卸载装置，其特征在于，静压加载...

【专利技术属性】
技术研发人员：李延春，刘景，程虎，李晓东，张俊然，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11