考虑力传感器变形的原位压痕测试装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种考虑力传感器变形的原位压痕测试装置与方法，测试装置包括z轴精密定位单元、压痕力加载及检测单元、压入深度检测单元、两自由度粘滑式压电精密定位平台。压痕力加载及检测单元安装在z轴精密定位单元上，压入深度检测单元安装在压痕力加载及检测单元上，两自由度粘滑式压电精密定位平台安装在z轴精密定位单元上。优点在于：装置考虑了力传感器的变形，通过力传感器和电容式位移传感器的合理布置方式，从结构上避免了由于力传感器变形带来的测量误差，可以得到更精确的压痕深度值，提高了测试精度。装置结构紧凑、尺寸小，具有大范围高精度的二自由度定位能力，可以方便地安装在扫描电子显微镜内对材料进行原位压痕测试。

In situ indentation test device and method considering deformation of force sensor

【技术实现步骤摘要】
考虑力传感器变形的原位压痕测试装置与方法
本专利技术涉及机电一体化精密仪器领域，特别涉及一种考虑力传感器变形的原位压痕测试装置与方法，其结合了精密驱动技术与原位测试技术，拥有较高的检测精度以及较小的外部尺寸，可用于在扫描电子显微镜的实时监测下，对不同材料进行原位压痕测试试验，以探究材料在微纳米尺度下的力学性能与变形机制。
技术介绍
材料的力学性能直接影响了材料的应用场合与使用寿命，材料的宏观破坏源自于微观的变形，而如拉伸试验、硬度测试等传统的力学性能测试方法很难直接用来研究材料的微观力学性能与变形机制。在传统硬度测试的基础上，具有操作简单、分辨率高、可获得信息丰富等优点的压痕测试技术得到了深入发展，而随着微纳米技术与电子显微技术的进步，原位压痕测试方法应运而生，仪器化原位压痕测试装置的开发也受到了国内外学者的关注。瑞士联邦材料测试与研究实验室R.Rabe等人于2004年在《AdvancedEngineeringMaterials》第7卷第388-392页提出了一种结构比较紧凑的原位压痕测试装置，可以内置在SEM内实现材料的原位压痕试验，得到实时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑力传感器变形的原位压痕测试装置，其特征在于：由z轴精密定位单元(1)、压痕力加载及检测单元(2)、压入深度检测单元(3)、两自由度粘滑式压电精密定位平台(4)组成；其中压痕力加载及检测单元(2)安装在z轴精密定位单元(1)的导轨滑块组件(102)上；压入深度检测单元(3)安装在压痕力加载及检测单元(2)的柔性铰链机构b(201)上；两自由度粘滑式压电精密定位平台(4)安装在z轴精密定位单元(1)的底板(101)上。/n

【技术特征摘要】
1.一种考虑力传感器变形的原位压痕测试装置，其特征在于：由z轴精密定位单元(1)、压痕力加载及检测单元(2)、压入深度检测单元(3)、两自由度粘滑式压电精密定位平台(4)组成；其中压痕力加载及检测单元(2)安装在z轴精密定位单元(1)的导轨滑块组件(102)上；压入深度检测单元(3)安装在压痕力加载及检测单元(2)的柔性铰链机构b(201)上；两自由度粘滑式压电精密定位平台(4)安装在z轴精密定位单元(1)的底板(101)上。


2.根据权利要求1所述的考虑力传感器变形的原位压痕测试装置，其特征在于：所述的z轴精密定位单元(1)由底板(101)、导轨滑块组件(102)、柔性铰链机构a(103)、压电叠堆a(104)、楔形块组合a(105)组成；其中柔性铰链机构a(103)和导轨滑块组件(102)安装到底板(101)上；压电叠堆a(104)安装在柔性铰链机构a(103)的方槽内，且通过楔形块组合a(105)预紧。


3.根据权利要求1所述的考虑力传感器变形的原位压痕测试装置，其特征在于：所述的压痕力加载及检测单元(2)由柔性铰链机构b(201)、压电叠堆b(202)、楔形块组合b(203)、力传感器(204)、测量板(205)、压头夹持器(206)、螺钉a(207)、金刚石压头(208)组成；其中压电叠堆b(202)安装在柔性铰链机构b(201)的方槽内并通过楔形块组合b(203)预紧；力传感器(204)安装在柔性铰链机构b(201)上；测量板(205)安装在力传感器(204)上；压头夹持器(206)安装在力传感器(204)上；金刚石压头(208)安装在压头夹持器(206)上并通过螺钉a(207)预紧。


4.根据权利要求1所述的考虑力传感器变形的原位压痕测试装置，其特征在于：所述的压入深度检测单元(3)由手动精密平移台(301)、位移传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄虎，李轩，王馗沣，杨智鑫，孙午向，徐智，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22