材料力学性能原位测试装置及其测试系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及力学性能测试及微观原位表征技术领域，公开了一种材料力学性能原位测试装置及其测试系统，材料力学性能原位测试装置包括扫描电子显微镜以及置于扫描电子显微镜的腔体内的力学实验台；力学实验台包括支撑框架以及设于支撑框架上的夹具机构、驱动机构和测量机构；支撑框架连接扫描电子显微镜的移动平台，夹具机构包括用于同时夹持和加热样品的夹具；驱动机构用于驱动夹具机构，以使样品产生应力和应变；测量机构用于测量应力和应变。该材料力学性能原位测试装置的夹具机构能够同时夹持和加热样品，可以实现对样品进行原位高温、高精度、高应力的测试，实现了对力学性能试验的连续、稳定、精准的控制和监测。

In-situ Testing Device for Mechanical Properties of Materials and Its Testing System

The invention relates to the technical field of mechanical properties testing and micro-in-situ characterization, and discloses an in-situ testing device for mechanical properties of materials and a testing system thereof. The in-situ testing device for mechanical properties of materials includes a scanning electron microscope (SEM) and a mechanical test bench placed in the cavity of the scanning electron microscope (SEM); the mechanical test bench includes a support frame and a fixture mechanism mounted on the support frame; Driving mechanism and measuring mechanism; supporting frame connecting the moving platform of scanning electron microscope, fixture mechanism includes fixture for holding and heating samples simultaneously; driving mechanism for driving fixture mechanism to generate stress and strain of samples; measuring mechanism for measuring stress and strain. The fixture mechanism of the in-situ testing device for mechanical properties of materials can clamp and heat samples simultaneously. It can realize in-situ high temperature, high precision and high stress testing of samples, and realize continuous, stable and accurate control and monitoring of mechanical properties testing.

【技术实现步骤摘要】
材料力学性能原位测试装置及其测试系统
本专利技术涉及力学性能测试及微观原位表征
，特别是涉及一种材料力学性能原位测试装置及其测试系统。
技术介绍
为了进一步提高发动机的性能，用于涡轮盘、涡轮叶片和燃烧室等热锻部件的服役条件变得更加苛刻。研发具有更高的服役寿命的合金材料具有重要意义。而材料的微观组织决定了它的力学性能，研究合金在蠕变过程中的微观组织演变及调控方式，是提高合金蠕变寿命的有效手段。而在传统的合金的研究模式中，力学性能测试与显微结构研究为独立进行，这难以获得原位、实时、多场耦合条件下的一体化材料性能与显微结构间的关系，进而加剧了系统研究各类因素对合金微观组织综合影响的难度。借助扫描电子显微镜，以及其配备的能谱仪(EnergyDispersiveSpectrometer,以下简称EDS)和电子背散射衍射仪(ElectronBackscatteredDiffraction，以下简称EBSD)，可以将合金材料的微观结构和微区成分信息以及晶体学取向数据与合金材料的力学特征建立相应的联系。为实时观察各类因素对服役条件下的合金材料微观组织的综合影响，进而在“知其所以然”的基础上设计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种材料力学性能原位测试装置，其特征在于，包括扫描电子显微镜以及置于所述扫描电子显微镜的腔体内的力学实验台；所述力学实验台包括支撑框架以及设于所述支撑框架上的夹具机构、驱动机构和测量机构；所述支撑框架连接所述扫描电子显微镜的移动平台，所述夹具机构包括用于同时夹持和加热样品的夹具；所述驱动机构用于驱动所述夹具机构，以使所述样品产生应力和应变；所述测量机构用于测量所述应力和应变。

【技术特征摘要】
1.一种材料力学性能原位测试装置，其特征在于，包括扫描电子显微镜以及置于所述扫描电子显微镜的腔体内的力学实验台；所述力学实验台包括支撑框架以及设于所述支撑框架上的夹具机构、驱动机构和测量机构；所述支撑框架连接所述扫描电子显微镜的移动平台，所述夹具机构包括用于同时夹持和加热样品的夹具；所述驱动机构用于驱动所述夹具机构，以使所述样品产生应力和应变；所述测量机构用于测量所述应力和应变。2.根据权利要求1所述的材料力学性能原位测试装置，其特征在于，所述夹具内嵌设有加热元件，所述夹具机构还包括夹具支撑体，所述夹具通过隔热元件连接所述夹具支撑体，所述夹具支撑体连接所述驱动机构。3.根据权利要求2所述的材料力学性能原位测试装置，其特征在于，所述隔热元件包括多个隔热球，所述夹具支撑体和所述夹具上均设有与所述隔热球对应的弧形凹槽，所述隔热球嵌于所述弧形凹槽内，以使得所述夹具支撑体与所述夹具之间存在间隙。4.根据权利要求2所述的材料力学性能原位测试装置，其特征在于，所述夹具支撑体上设有冷却液接口，所述冷却液接口连通所述夹具支撑体内部布置的冷却液循环流道。5.根据权利要求2所述的材料力学性能原位测试装置，其特征在于，所述夹具包括相互连接的夹持单元和固定单元，所述夹持单元的夹持平面与所述固定单元的固定平面呈预设倾斜角度布置；所述加热元件嵌于所述夹持单元内，所述固定单元卡合于所述夹具支撑体内。6.根据权利要求2所述的材料力学性能原位测试装置，其特征在于，所述驱动机构包括电机、减速器、蜗轮蜗杆传动单元、第一丝杠传动单元和第二丝杠传动单元；所述蜗轮蜗杆传动单元包括蜗杆以及分别布置于所述蜗杆两端的第一蜗轮和第二蜗轮；所述蜗杆连接所述减速器，所述减速器连接所述电机；所述第一丝杠传动单元包括同轴连接于所述第一蜗轮的第一丝杠，以及依次套设于所述第一丝杠上的第一螺母和第二螺母，所述第一螺母和所述第二螺母的螺纹旋向相反；所述第二丝杠传动单元包括同轴连接于所述第二蜗轮的第二丝杠，以及依次套设于所述第二丝杠上的第三螺母和第四螺母，所述第三螺母和所述第四螺母的螺纹旋向相反；所述夹具包括第一夹块和第二夹块，所述夹具支撑体包括第一夹块支撑体和第二夹块支撑体；所述第一夹块支撑体设置于所述第一螺母和所述第三螺母中间，所述第二夹块支撑体设置于所述第二螺母和所述第四螺母中间。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓东，马腾云，毛圣成，翟亚迪，马东锋，张剑飞，张家宝，张泽，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11