具有惰性气体保护功能的高温微纳米压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具有惰性气体保护功能的高温微纳米压痕测试装置，属于机电一体化精密仪器领域。由隔热单元、惰性氛围加热单元、宏观调整‑精密加载单元、显微成像单元、XY精密位移平台与大理石基座等组成。XY精密位移平台带动隔热单元、惰性氛围加热单元及试验样品进行XY方向的位移以实现压入点更换和显微成像位置的调整。本实用新型专利技术可在惰性气体保护下开展室温至800℃高温环境下的材料微纳米压痕响应及力学性能的测试，结合带有滤光镜头的同轴显微镜能对高温作用下材料试验样品压痕区域的表面形貌与变形损伤进行原位观测。具有结构紧凑、模块化程度高、测试精度高、可控环境氛围以及便于操作使用等优点。

High temperature micro nano indentation test device with inert gas protection function

【技术实现步骤摘要】
具有惰性气体保护功能的高温微纳米压痕测试装置
本技术涉及机电一体化精密仪器领域，特别涉及一种具有惰性气体保护功能的高温微纳米压痕测试装置，为研究高温环境下材料的微观力学行为、变形损伤机制和性能演化规律提供了有效的技术手段，在航空航天、材料科学及钢铁冶金等领域具备广阔的应用前景。
技术介绍
获取材料的力学性能是新材料应用的重要条件，但随着微机械和微电子技术的发展及薄膜、涂层材料的大量应用，其特征尺寸越来越小，传统力学测试技术已无法满足新材料在微观尺度下力学性能的获取。微纳米压痕测试是在传统硬度测试的基础上提出的新型微尺度力学测试技术。微纳米压痕测试采用高精度的载荷和位移传感器实时测量压头施加给试验样品的压入载荷和压深，最终得到压入过程的载荷-压深曲线。通过对载荷-压深曲线进行分析，可以准确测量材料的硬度、弹性模量及断裂韧度等力学性能参数。微纳米压痕测试具有操作方便、近乎无损、测试内容丰富、操作方便等优点，目前广范应用于测量微小尺寸材料如薄膜材料、梯度功能材料及纳米材料等的力学性能测试。由于发动机涡轮叶片及火箭喷管等服役于高温环境下的材料其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有惰性气体保护功能的高温微纳米压痕测试装置，其特征在于：包括隔热单元（2）、惰性氛围加热单元（5）、宏观调整-精密加载单元（3）、显微成像单元（4）、XY精密位移平台（6）及大理石基座（1），所述惰性氛围加热单元（5）固定在隔热单元（2）的水冷底座（27）上，隔热单元（2）安装在XY精密位移平台（6）上，宏观调整-精密加载单元（3）、显微成像单元（4）、XY精密位移平台（6）分别固定在大理石基座（1）上，XY精密位移平台（6）带动隔热单元（2）、惰性氛围加热单元（5）及试验样品（35）进行XY方向的位移以实现压入点更换和显微成像位置的调整；/n所述隔热单元（2）是：水冷铜管（29）焊...

【技术特征摘要】
1.一种具有惰性气体保护功能的高温微纳米压痕测试装置，其特征在于：包括隔热单元（2）、惰性氛围加热单元（5）、宏观调整-精密加载单元（3）、显微成像单元（4）、XY精密位移平台（6）及大理石基座（1），所述惰性氛围加热单元（5）固定在隔热单元（2）的水冷底座（27）上，隔热单元（2）安装在XY精密位移平台（6）上，宏观调整-精密加载单元（3）、显微成像单元（4）、XY精密位移平台（6）分别固定在大理石基座（1）上，XY精密位移平台（6）带动隔热单元（2）、惰性氛围加热单元（5）及试验样品（35）进行XY方向的位移以实现压入点更换和显微成像位置的调整；
所述隔热单元（2）是：水冷铜管（29）焊接在开有冷却水流道的水冷底座（27）上，水冷炉体Ⅰ（22）和水冷炉体Ⅱ（26）分别与滑块（30）固联，安装滑块（30）的直线导轨（28）固定在水冷底座（27）上；锁紧螺母（24）安装在锁紧螺柱（23）上，锁紧螺柱（23）通过销联结安装在水冷炉体Ⅰ（22）上；
所述惰性氛围加热单元（5）是：加热装置底座（32）固定在陶瓷隔热底座（31）上，载物铜台（40）通过螺栓与加热装置底座（32）固联；载物铜台（40）开有U型槽，U型电阻加热器（39）置于载物铜台（40）的U型槽内，试验样品（35）通过高温胶粘结在载物铜台（40）上；喷嘴（34）与惰性气体管道（37）焊接在开有气体流道的加热装置上盖（33）上；通过螺栓连接将加热块支撑板（38）固定在加热装置底座（32）下方，并夹紧位于二者之间的电阻加热块（36），加热装置上盖（33）通过螺栓固定在加热装置底座（32）上方；惰性氛围加热单元（5）固定在隔热单元（2）的水冷底座（27）上。


2.根据权利要求1所述的具有惰性气体保护功能的高温微纳米压痕测试装置，其特征在于：所述宏观调整-精密加载单元（3）采用压电陶瓷叠层致动器（13）配合柔性铰链（17）作为压痕精密加载动力源，采用力传感器（20）与电容式位移传感器（10）对载荷-压深信号进行精密检测与反馈控制；Z轴精密调整滑台（15）安装在大理石基座（1）上，带动压头（7）位移调整位置；加载装置连接板（16）采用螺栓固定在Z轴精密调整滑台（15）的载物台上，由安装在加载装置连接板（16）上的压电陶瓷支承座（14）和柔性铰链（17）提供预紧力压紧压电陶瓷叠层致动器（13）；连接杆（19）螺纹固定在柔性铰链（17）下方，力传感器（20）和位移传感器测量板（21）串联在连接杆（19）与水冷压杆（9）之间，压头（7）粘结固定在陶瓷压杆（8）末端；夹持电容式位移传感器（10）的位移传感器支架（11）安装在精密手动位移台（12）上，精密手动位移台（12）通过螺栓连接固定在手动位移台安装板（18）上。


3.根据权利要求1所述的具有惰性气体保护功能的高温微纳米压痕测试装置，其特征在于：所述的显微成像单元（4）是：显微镜调...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏伟，周水龙，王赵鑫，赵久成，靖旭，李世超，秦学志，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22