双行程混合驱动微纳米压痕/划痕测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种双行程混合驱动微纳米压痕/划痕测试装置，属于精密传感器及精密仪器技术领域。由混合驱动单元、载荷检测与量程切换单元、位移检测单元、样品移动单元、基座、支撑板和导轨滑块组件组成。本实用新型专利技术利用音圈电机、压电叠堆‑柔性铰链实现混合驱动，通过调整屏蔽罩（架）与力传感器装配关系，采用分段载荷检测与量程切换方式，结合位移检测单元可实现不同加载行程和压入载荷的精确测量，并集成样品移动单元用于实现对样品的压入位置更换以及划痕测试。采用模块化设计思路，结构紧凑，安全可靠，既可实现对块状金属材料、薄膜材料及复合材料等常规纳米压痕/划痕测试，又可对生物组织等软材料进行大行程加载测试，实用性更强。

【技术实现步骤摘要】
双行程混合驱动微纳米压痕/划痕测试装置
本技术涉及精密传感器与精密仪器
，特别涉及一种双行程混合驱动微纳米压痕/划痕测试装置。本技术可同时实现两种不同行程高精度微纳米压痕/划痕测试，在涉及半导体技术、先进材料与材料科学、航空航天和国防科工等领域具有十分重要的科学意义和广泛的应用前景。
技术介绍
近年来，随着新材料合成和制备工艺不断提高，其特征尺寸越来越小，在使用传统的标准试验对其进行力学参数测量时，可能会出现夹持、对中等一系列问题。为此，鉴于传统的宏观硬度以及刻划试验，提出了微纳米压痕/划痕测试方法。微纳米压痕/划痕测试技术主要利用高分辨力的载荷和位移传感器，实时采集、显示、处理载荷和位移数据，即准确可靠地测得压入载荷-深度曲线。通过微纳米压痕测试可以获得被测材料的硬度、弹性模量、断裂韧度、疲劳特性等参数；通过微纳米划痕测试则可以获得薄膜的临界附着力和摩擦系数等参数。由于微纳米压痕/划痕测试技术具有操作方便、样品制备简单、测试内容丰富等优点，目前广泛应用于薄膜和纳米材料、半导体材料、金属材料、先进功能材料和生物材料等各种材料的力学表征。纳米级精密驱动技术和检测技术是实现精确压痕本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双行程混合驱动微纳米压痕/划痕测试装置，包括混合驱动单元、载荷检测与量程切换单元、位移检测单元、样品移动单元、基座（1）、支撑板（16）和导轨滑块组件（19），其特征在于：所述混合驱动单元、载荷检测与量程切换单元、位移检测单元通过支撑板（16）与导轨滑块组件（19）相连，固定在基座（1）上，并保证加载轴线与载荷检测轴线同轴；所述样品移动单元通过内六角圆柱头螺钉固连在基座（1）上，实现样品在X、Y平面内的精密微动，并保证其安装表面与压入方向垂直。

【技术特征摘要】
1.一种双行程混合驱动微纳米压痕/划痕测试装置，包括混合驱动单元、载荷检测与量程切换单元、位移检测单元、样品移动单元、基座（1）、支撑板（16）和导轨滑块组件（19），其特征在于：所述混合驱动单元、载荷检测与量程切换单元、位移检测单元通过支撑板（16）与导轨滑块组件（19）相连，固定在基座（1）上，并保证加载轴线与载荷检测轴线同轴；所述样品移动单元通过内六角圆柱头螺钉固连在基座（1）上，实现样品在X、Y平面内的精密微动，并保证其安装表面与压入方向垂直。2.根据权利要求1所述的双行程混合驱动微纳米压痕/划痕测试装置，其特征在于：所述的混合驱动单元通过音圈电机和压电叠堆-柔性铰链实现压入方向混合加载，其结构是：音圈电机内圈组件（15）与支撑板（16）通过输出端螺纹相连，音圈电机外圈（13）与固连在支撑板（16）上的电机固定支架（14）相连，实现压入方向宏观位移加载；压电叠堆（11）安放在与支撑板（16）相连的柔性铰链（10）上，柔性铰链（10）的输出端通过螺纹与载荷检测与量程切换单元直接相连，实现压入方向微动位移加载。3.根据权利要求1所述的双行程混合驱动微纳米压痕/划痕测试装置，其特征在于：所述的载荷检测与量程切换单元通过调整传感器屏蔽罩和屏蔽架与力传感器的装配关系，结合调整螺母锁紧位置，以改变压力传递路线，从而实现不同加载模式下压入力精确测量，其结构是：样品托（6）通过螺纹与连接杆相连，螺母Ⅱ（24）压紧可拆卸式传感器屏蔽罩（4），大量程力传感器（5）两端分别通过螺纹与连接杆和样品移动单元相连；小量程力传感器（8）两端分别通过螺纹与连接轴和柔性铰链（10）相连，可拆卸式N型屏蔽架（20）、螺母Ⅰ（23）以及压头连接套（7）都...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏伟，王赵鑫，张萌，孙一帆，赵丹，李磊，王吉如，徐博文，刘思含，王军炎，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22