本实用新型专利技术一种用于电化学体系的原位载荷加载装置，包括导轨位置调整机构、导轨机构、载荷施加机构和基座；导轨位置调整机构用于实现导轨机构在0～90°范围内的转动，并能实现导轨机构的固定，进而调节载荷施加机构的池体内待测试工件的倾斜角度；所述载荷施加机构包括上连杆、池体、导电下拉杆、压力传感器和螺旋测微仪；上拉杆固定在陶瓷促动器的作用端，上拉杆和导电下拉杆分别与待测试工件的上、下端相连，待测试工件位于池体内。该装置通过导轨位置调整机构实现导轨在0～90°范围内的倾角调节，调节待测试工件与外部物理场作用方向之间的夹角，以研究能源材料在不同物理场作用方向下的表面电化学性能，装置的利用率高，适用性更强。
【技术实现步骤摘要】
一种用于电化学体系的原位载荷加载装置
本技术属于材料性能测试设备
，具体是一种用于电化学体系的原位载荷加载装置。
技术介绍
能源材料大多应用在复杂的电化学环境中，在不同的载荷条件下材料的电化学性能不同，因此研究能源材料在动态载荷下的电化学性能能够为能源材料在复杂环境中的应用提供理论支撑，也是能源材料研究领域的一个重要分支。针对极端复杂环境下的材料性能研究，会涉及到不同物理场的原位施加，例如研究能源材料在磁场环境中的电化学性能时，不同磁场方向会导致能源材料的电荷移动方向不同，进而导致能源材料的电化学性能不同。目前普遍采用电磁铁来施加磁场，磁场以固定角度作用在能源材料上，因此材料表面的电荷只能沿固定方向移动，不能全面反映能源材料表面的电化学性能；由于电磁铁的重量较大，通过调整电磁铁来改变磁场的方向，进而调节磁场与材料之间的夹角，实施难度较大，因此设计一款能够调节材料角度，使材料与外部物理场交互的原位载荷加载装置很有必要。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术拟解决的技术问题是，提供一种用于电化学体系的原位载荷加载装置。本技术解决所述技术问题采用的技术方案是：一种用于电化学体系的原位载荷加载装置，其特征在于，该装置包括导轨位置调整机构、导轨机构、载荷施加机构和基座；导轨位置调整机构用于实现导轨机构在0～90°范围内的转动，并能实现导轨机构的固定，进而调节载荷施加机构的池体内待测试工件的倾斜角度；所述载荷施加机构包括上连杆、池体、导电下拉杆、压力传感器和螺旋测微仪；上拉杆固定在陶瓷促动器的作用端，上拉杆和导电下拉杆分别与待测试工件的上、下端相连，待测试工件位于池体内；螺旋测微仪位于池体的下方，为待测试工件提供初始载荷；压力传感器用于测量待测试工件的初始载荷；所述池体包括池体盖、玻璃片、固定件和绝缘的池体本体；所述池体本体为上端和一侧均具有开口的箱体结构，池体本体的一侧分别设有进液口和出液口；池体盖固定在池体本体上；玻璃片通过固定件安装在池体本体的侧面开口处。所述载荷施加机构安装在导轨机构上，导轨机构与导轨位置调整机构通过转动副连接，导轨位置调整机构与基座通过转动副连接。所述基座包括底板、铰支座、立柱连接板和立柱；底板的四个端角处均固定有铰支座，底板的中部开有螺纹孔；底板的一端沿短边方向间隔设有两个立柱，立柱的自由端具有安装孔；立柱连接板套装在两个立柱的自由端。所述导轨位置调整机构包括摆杆、L型连接板、摇杆和座板；座板一端的两侧分别与各自的摇杆的一端铰接，两个摇杆的另一端分别与底板一端的两个铰支座铰接；座板另一端的两侧分别与各自的摆杆的一端铰接，两个摆杆的另一端分别与底板另一端的两个铰支座铰接；L型连接板的竖直面与座板铰接摆杆的一端固连，L型连接板的水平面能够与底板的螺纹孔连接。所述导轨位置调整机构还包括手柄，座板一侧的两端分别固定有手柄。所述导轨机构包括导轨、一号架板、一号锁紧板和二号架板；二号架板固定在座板的侧面，且位于座板与摆杆铰接的一端；二号架板上间隔固定有两个平行于座板的导轨，一号架板套装在两个导轨的自由端；导轨靠近自由端的位置开有安装孔；一号锁紧板套装在两个导轨上，且靠近二号架板。所述载荷施加机构还包括定位套、丝杠螺母、二号锁紧板、滑板和连接轴；所述二号锁紧板和滑板均安装在两个导轨上，滑板位于二号锁紧板与一号锁紧板之间；螺旋测微仪固定在一号锁紧板上，丝杠螺母滑动安装在螺旋测微仪的调节柱上，丝杠螺母同时与滑板固连；压力传感器的两端分别与二号锁紧板和滑板固连；定位套的一端与二号锁紧板固连，另一端与导电下拉杆的一端固连；导电下拉杆的另一端从池体的底部伸入池体内，用于夹持待测试工件的下端；导电下拉杆穿过池体的位置通过密封塞密封；陶瓷促动器固定在一号架板的中部，上拉杆的一端螺纹连接在陶瓷促动器的作用端上，另一端穿过池体盖伸入池体本体内，用于夹持待测试工件的上端。所述定位套的侧面开有螺纹孔，导电螺柱安装在定位套的螺纹孔内；导电螺柱位于定位套内的一端与导电下拉杆紧密固定，位于定位套外的一端安装有工作电极。所述导电下拉杆的中部侧面开有与导电螺柱配合的环形凹槽，导电螺柱的端部与环形凹槽紧密接触。所述下拉杆的端部通过锁紧螺母设有用于夹持待测试工件的压片，通过旋转锁紧螺母实现待测试工件的夹紧与松开。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、本技术通过导轨位置调整机构实现导轨在0～90°范围内的倾角调节，进而调节待测试工件与外部物理场(比如磁场)作用方向之间的夹角，以改变能源材料表面电荷的移动方向，进而研究能源材料在不同物理场作用方向下的表面电化学性能，装置的利用率高，适用性更强。2、本申请所针对的能源材料如镍、箔、铂等，利用磁控溅射的方法镀在薄膜状的kapton薄膜表面形成待测试工件，待测试工件两个侧面的镀层材料不同，因此本装置能够一次进行两种材料的测试，效率高；待测试工件尺寸小，镀层与衬底在较小应力下能够同步拉伸；通过陶瓷促动器为待测试工件提供小弹性应变，弹性应变范围在材料原长的的0.1％～1％；当然本技术也能用于两面相同的能源材料的电学性能的测试。3、本技术的锁紧板和架板均采用可调节设置，方便待测试工件的安装和调试，提高测试的准确性和精度。4、本技术的池体为箱体结构，待测试工件竖直位于池体内，使得待测试工件的多个表面均处于电化学环境中，克服了现有装置只能研究材料单一表面电化学性能的缺陷；池体可通过进、出液口与外部端口进行连接；池体还能够通过外接蠕动泵从而实现溶液的流动，并且克服了现有装置与外部测试系统交互不方便，只能研究材料在单一静态溶液环境下的电化学性能的缺陷，实现了材料在多环境条件下的电化学性能测试，可提高速度和效率。附图说明图1是本技术的整体结构示意图；图2是本技术的基座的结构示意图；图3是本技术的导轨位置调整机构的结构示意图；图4是本技术的导轨机构的结构示意图；图5是本技术的载荷施加机构的结构示意图；图6是本技术的池体、定位套的结构示意图；图7是本技术的池体盖的结构示意图；图8是本技术的导电下拉杆的结构示意图；图9是本技术的导轨机构处于水平位置的结构示意图；图中：1、导轨位置调整机构；2、导轨机构；3、载荷施加机构；4、基座；11、手柄；12、摆杆；13、L型连接板；14、摇杆；15、座板；21、导轨；22、一号架板；23、一号锁紧板；24、二号架板；31、陶瓷促动器；32、上拉杆；33、池体；34、导电下拉杆；35、定位套；36、传感器；37、丝杠螺母；38、螺旋测微仪；39、二号锁紧板；310、滑板；41、底板；42、铰支座；43、立柱连接板；44、立柱；211、一号安装孔；331、池体本体；332、参比电极；333、池体盖；334、玻璃片；335、固定件；341、压片；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于电化学体系的原位载荷加载装置，其特征在于，该装置包括导轨位置调整机构、导轨机构、载荷施加机构和基座；导轨位置调整机构用于实现导轨机构在0～90°范围内的转动，并能实现导轨机构的固定，进而调节载荷施加机构的池体内待测试工件的倾斜角度；/n所述载荷施加机构包括上连杆、池体、导电下拉杆、压力传感器和螺旋测微仪；上拉杆固定在陶瓷促动器的作用端，上拉杆和导电下拉杆分别与待测试工件的上、下端相连，待测试工件位于池体内；螺旋测微仪位于池体的下方，为待测试工件提供初始载荷；压力传感器用于测量待测试工件的初始载荷；/n所述池体包括池体盖、玻璃片、固定件和绝缘的池体本体；所述池体本体为上端和一侧均具有开口的箱体结构，池体本体的一侧分别设有进液口和出液口；池体盖固定在池体本体上；玻璃片通过固定件安装在池体本体的侧面开口处。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于电化学体系的原位载荷加载装置，其特征在于，该装置包括导轨位置调整机构、导轨机构、载荷施加机构和基座；导轨位置调整机构用于实现导轨机构在0～90°范围内的转动，并能实现导轨机构的固定，进而调节载荷施加机构的池体内待测试工件的倾斜角度；
所述载荷施加机构包括上连杆、池体、导电下拉杆、压力传感器和螺旋测微仪；上拉杆固定在陶瓷促动器的作用端，上拉杆和导电下拉杆分别与待测试工件的上、下端相连，待测试工件位于池体内；螺旋测微仪位于池体的下方，为待测试工件提供初始载荷；压力传感器用于测量待测试工件的初始载荷；
所述池体包括池体盖、玻璃片、固定件和绝缘的池体本体；所述池体本体为上端和一侧均具有开口的箱体结构，池体本体的一侧分别设有进液口和出液口；池体盖固定在池体本体上；玻璃片通过固定件安装在池体本体的侧面开口处。
2.根据权利要求1所述的用于电化学体系的原位载荷加载装置，其特征在于，所述载荷施加机构安装在导轨机构上，导轨机构与导轨位置调整机构通过转动副连接，导轨位置调整机构与基座通过转动副连接。
3.根据权利要求1或2所述的用于电化学体系的原位载荷加载装置，其特征在于，所述基座包括底板、铰支座、立柱连接板和立柱；底板的四个端角处均固定有铰支座，底板的中部开有螺纹孔；底板的一端沿短边方向间隔设有两个立柱，立柱的自由端具有安装孔；立柱连接板套装在两个立柱的自由端。
4.根据权利要求3所述的用于电化学体系的原位载荷加载装置，其特征在于，所述导轨位置调整机构包括摆杆、L型连接板、摇杆和座板；座板一端的两侧分别与各自的摇杆的一端铰接，两个摇杆的另一端分别与底板一端的两个铰支座铰接；座板另一端的两侧分别与各自的摆杆的一端铰接，两个摆杆的另一端分别与底板另一端的两个铰支座铰接；L型连接板的竖直面与座板铰接摆杆的一端固连，L型连接板的水平面能够与底板的螺纹孔连接。
5.根据权利要求4所述的用于电化学体系的原位载荷加载装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓齐波，陈涛，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津;12
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