基于仿生压电驱动原位纳米压痕/刻划测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于仿生压电驱动原位纳米压痕/刻划测试装置，属于机电一体化精密仪器领域。由精密驱动单元、信号检测及控制单元、装夹单元、连接单元及支撑单元组成，所述精密驱动单元由两组仿生压电驱动机构提供动力，信号检测及控制单元由精密光栅尺、精密压力传感器组成，装夹单元、连接单元及支撑单元包括放置被测试件的载物台、65Mn钢制压电驱动机构轨道和基座等。优点在于：驱动单元设计巧妙，装置结构紧凑，可与扫描电子显微镜等兼容，在其原位监测下进行包括原位纳米压痕、原位刻划在内的两种力学测试试验，为揭示材料在微纳米尺度下的力学特性和损伤机制提供了有效手段。

【技术实现步骤摘要】
基于仿生压电驱动原位纳米压痕/刻划测试装置
本专利技术涉及机电一体化精密仪器领域，特别涉及一种微纳米级的高精度力学性能测试平台，特指一种基于仿生压电驱动原位纳米压痕/刻划测试装置，可在扫描电子显微镜下对被测试件进行微纳米压痕/刻划力学性能测试。该装置结合了压电驱动技术及原位压痕/刻划测试技术，巧妙的结构设计使整个装置体积小巧，外围规整，可在扫描电子显微镜SEM的动态实时监测下进行原位测试，可以实现对载荷/位移信号的精密采集与控制，可对材料的微观变形、损伤和破坏过程进行在线观测，为揭示材料在微纳米尺度下的力学特性和损伤机制提供测试方法。
技术介绍
原位纳米压痕/刻划测试(In-situnanoindentation/nanoscratchingtest)技术是指在纳米尺度范围内对试件材料在进行压痕/刻划测试过程中，利用高分辨率成像组件对载荷作用下材料所发生的微观变形和损伤过程进行在线全程动态监测的一种技术。通过原位监测，可以将材料试件所受的载荷与材料变形损伤状况结合起来，如镀膜剥离现象、裂纹形成与扩展、剪切带形成等都与材料所受的载荷密切有关。该技术的出现使得研究各类材料的微观力学行为、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于仿生压电驱动原位纳米压痕/刻划测试装置，其特征在于：包括精密驱动单元、信号检测及控制单元、装夹单元、连接单元及支撑单元，精密驱动单元、信号检测及控制单元通过装夹单元、连接单元安装在支撑单元上；所述精密驱动单元是：压电叠堆A、B、C（18、19、20）通过竖直柔性铰链（29）驱动竖直方向动子（3），压电叠堆D~I（21~26）通过水平柔性铰链（28）驱动水平方向动子（8），其中，竖直方向动子（3）与连接板（4）刚性连接，并与竖直方向定子（2）间隙配合实现竖直方向上的直线驱动，完成金刚石压头（11）对被测试件（27）的压入压出操作，将压电叠堆A（18）和压电叠堆C（20）的驱动电源相互对换...

【技术特征摘要】
1.一种基于仿生压电驱动原位纳米压痕/刻划测试装置，其特征在于：包括精密驱动单元、信号检测及控制单元、装夹单元、连接单元及支撑单元，精密驱动单元、信号检测及控制单元通过装夹单元、连接单元安装在支撑单元上；所述精密驱动单元是：压电叠堆A、B、C（18、19、20）通过竖直柔性铰链（29）驱动竖直方向动子（3），压电叠堆D~I（21~26）通过水平柔性铰链（28）驱动水平方向动子（8），其中，竖直方向动子（3）与连接板（4）刚性连接，并与竖直方向定子（2）间隙配合实现竖直方向上的直线驱动，完成金刚石压头（11）对被测试件（27）的压入压出操作，将压电叠堆A（18）和压电叠堆C（20）的驱动电源相互对换即可实现压入压出操作的相互转化；水平方向动子（8）与水平方向定子（7）所组成的轨道呈间隙配合，实现水平方向上的直线驱动，进而完成被测试件的进给与退出操作，将压电叠堆E、F（22、23）和压电叠堆D、G（21、24）的驱动电源相互对换即可实现水平方向上被测试件的进给与退出操作的相互转化；通过调整驱动电压大小即可实现驱动部分的粗调与微调的转换；连接板（4）通过压紧螺母与金刚石压头（11）刚性连接，静止平衡螺母（12）保证装置在非工作状态的时候竖直方向动子（3）不下落。2.根据权利要求1所述的基于仿生压电驱动原位纳米压痕/刻划测试装置，其特征在于：所述的信号检测及控制单元由光...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐利霞，赵宏伟，李丛双，孔令奇，龙腾，王松，李莉佳，王翔北，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22