一种超薄薄膜力学性能测量装置和力学性能测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超薄薄膜力学性能测量装置和力学性能测量方法，包括：操作箱，其内部设置有减震平台；精密二维移动平台，精密可控升降机构，精密可控升降机构固定连接有转接杆，转接杆连接有视觉定位模块和固定底座，固定底座的下端连接有压头；固定支架上固定设置有视觉辅助模块和湿度传感器；XY平移台，其上固定设置有Z轴平移台，Z轴平移台镶嵌有分析天平，分析天平上设置有薄膜工装；减震平台上设置有分子筛干燥柱和加湿器。本发明专利技术解决了薄膜夹持难的问题，排除了基底的影响，能控制湿度通过薄膜的受力分析获得不同湿度环境下薄膜的应力应变曲线以及改变加载速度获得薄膜的松弛性能。松弛性能。松弛性能。

【技术实现步骤摘要】
一种超薄薄膜力学性能测量装置和力学性能测量方法


[0001]本专利技术属于厚度亚微米级聚合物薄膜力学性能表征
，更具体地说，本专利技术涉及一种超薄薄膜力学性能测量装置和力学性能测量方法。

技术介绍

[0002]在惯性约束聚变(ICF)靶中，夹持薄膜用于对靶丸的支撑或限位及精准定位。在靶丸内爆过程中，夹持膜和烧蚀层两者所产生压力法线偏离和密度梯度的变化是产生局部扰动的根源，而局部扰动通过流体力学不稳定性的增长被急剧的放大，从而影响最终的内爆性能。随着美国NIC计划的进行，对相关内爆物理过程认识的逐步深入，夹持薄膜已被认为是降低内爆表现的重要的因素之一。夹持薄膜用于靶丸装配时，既要求薄膜有充分的形变能力以适应靶丸夹持的需要，又要求薄膜在完成靶丸夹持后的松弛程度不能超过靶丸定位精度的误差范围。在ICF靶制备中，目前夹持膜的厚度介于100nm
‑
300nm之间,夹持薄膜在靶装配、存放以及运输过程中由于湿度变化引起的力学强度不足以及薄膜的松弛问题，最终会影响靶丸的定位精度，因此需要提前掌握夹持薄膜在不同湿度下的力学性能。但是由于超薄聚合物薄膜十分柔软，强度低、难以夹持，目前还没有合适的测量手段对不同湿度环境下的自支撑超薄薄膜的力学性能进行表征。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0004]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种超薄薄膜力学性能测量装置，包括：
[0005]操作箱，其内部设置有减震平台；
[0006]精密二维移动平台，其固定设置在所述减震平台的一端，所述精密二维移动平台的对称中心位置处固定设置有精密可控升降机构，所述精密可控升降机构固定连接有转接杆，所述转接杆的下端固定连接有视觉定位模块和固定底座，所述固定底座的下端可拆卸连接有压头；
[0007]固定支架，其固定设置在所述减震平台的另一端，所述固定支架上固定设置有视觉辅助模块和湿度传感器；
[0008]XY平移台，其固定设置在所述减震平台上，且所述XY平移台位于精密二维移动平台与固定支架之间；所述XY平移台上固定设置有Z轴平移台，所述Z轴平移台通过限位卡槽镶嵌有分析天平，所述分析天平上设置有薄膜工装，所述薄膜工装包括限位台和薄膜固定柱，所述限位台放置在分析天平的固定托盘中，所述薄膜固定柱可拆卸设置在限位台上；
[0009]分子筛干燥柱，其固定设置在所述减震平台上，且所述分子筛干燥柱位于固定支架和XY平移台之间；
[0010]加湿器，其固定设置在所述减震平台上，且所述加湿器位于精密二维移动平台和
XY平移台之间。
[0011]优选的是，其中，所述精密二维移动平台的结构包括：
[0012]横向导轨Ⅰ，其固定设置在所述减震平台的上表面，所述横向导轨Ⅰ上滑动设置有横向滑座Ⅰ，所述横向滑座Ⅰ中固定设置有丝母Ⅰ，横向滑座Ⅰ的上端固定设置有纵向导轨Ⅰ；
[0013]所述减震平台上固定安装有步进电机Ⅰ，所述步进电机Ⅰ的电机轴固定连接有丝杆Ⅰ，所述丝杆Ⅰ穿设在丝母Ⅰ中，所述丝杆Ⅰ与减震平台转动连接；
[0014]所述纵向导轨Ⅰ滑动连接有纵向滑座Ⅰ，所述纵向滑座Ⅰ中固定设置有丝母Ⅱ，所述纵向滑座Ⅱ的一端固定安装有步进电机Ⅱ，所述步进电机Ⅱ的电机轴固定连接有丝杆Ⅱ，所述丝杆Ⅱ穿设在丝母Ⅱ中，且所述丝杆Ⅱ与纵向滑座Ⅰ为转动连接。
[0015]优选的是，其中，所述精密可控升降机构的结构包括：
[0016]安装板，其固定设置在所述纵向滑座Ⅰ的上表面，所述安装板的上端固定设置有气缸，所述气缸的气缸轴与所述转接杆固定连接，所述安装板上开设有竖直槽，所述安装板与纵向滑座Ⅰ之间和竖直槽中均固定设置有多根导向杆，所述导向杆与转接杆为滑动连接。
[0017]优选的是，其中，所述XY平移台的结构包括：
[0018]两个对称设置的横向导轨Ⅱ，其固定设置在所述减震平台上，所述横向导轨Ⅱ滑动连接有横向滑座Ⅱ；所述横向滑座Ⅱ上固定设置有纵向导轨Ⅱ，所述纵向导轨Ⅱ滑动连接有纵向滑座Ⅱ，所述Z轴平移台固定设置在纵向滑座Ⅱ上；
[0019]所述减震平台上固定设置有横向固定板，所述横向固定板螺纹连接有横向调节螺杆，所述横向调节螺杆的端部与横向滑座Ⅱ转动连接；
[0020]所述横向滑座Ⅱ的一端固定设置有纵向固定板，所述纵向固定板螺纹连接有纵向调节螺杆，所述纵向调节螺杆的端部与纵向滑座Ⅱ转动连接。
[0021]优选的是，其中，所述Z轴平移台的结构包括：
[0022]固定底板，其固定设置在所述纵向滑座Ⅱ上，所述固定底板的一端固定设置有竖直板，所述竖直板上固定设置有竖直导轨；
[0023]竖直滑座，其一端设置有燕尾槽，所述竖直滑座通过燕尾槽与竖直导轨滑动连接，所述分析天平通过限位卡槽镶嵌在竖直滑座上；所述竖直滑座转动连接有竖直调节杆，所述竖直调节杆的底端与固定底板螺纹连接；
[0024]所述固定底板上固定设置有两根竖直限位杆，所述竖直限位杆活动穿设在竖直滑座中。
[0025]优选的是，其中，所述竖直滑座中固定设置有滚珠轴承，所述竖直调节杆通过滚珠轴承与竖直滑座转动连接；
[0026]所述竖直调节杆上开设有环形槽，所述环形槽位于竖直滑座的下方，所述环形槽中通过滚珠轴承转动连接有环形圈；所述竖直滑座上一体成型设置有两个限位板，所述限位板分居竖直调节杆的两侧，所述限位板上开设有通孔，所述通孔中穿设有限位销，且所述限位销的端部与环形圈为螺纹连接，所述竖直滑座的下表面开设有两个与限位销相适配的限位槽。
[0027]优选的是，其中，所述压头为球形，压头材质为蓝宝石，所述压头的内径为1mm或2mm；
[0028]所述薄膜工装的材料为铝或不锈钢，薄膜工装的内径为2mm或4mm；
[0029]所述超薄薄膜与薄膜固定柱通过502胶或AB胶粘接固定。
[0030]优选的是，其中，所述固定支架朝向薄膜固定柱的一侧开设有矩形槽，所述固定支架的两侧分别开设有长条槽，且所述长条槽与矩形槽连通；
[0031]所述矩形槽中固定设置有竖直杆，所述竖直杆上滑动套设有调节座，所述调节座的两侧分别固定设置有滑板，所述滑板位于长条槽的外侧，所述滑板螺纹连接有调节旋钮，所述调节旋钮的端部与调节座的侧面相抵接；
[0032]所述竖直杆上穿设有两根支撑弹簧，所述调节座位于两根支撑弹簧之间，所述支撑弹簧一端与固定支架相抵接，另一端与调节座的表面相抵接；
[0033]所述视觉辅助模块与调节座为螺纹连接，且视觉辅助模块与调节座之间还螺纹连接有固定圈。
[0034]优选的是，其中，所述XY平移台固定设置有辅助定位机构，所述辅助定位机构的结构包括：
[0035]光源，其通过支撑杆固定设置在所述纵向滑座Ⅱ的上方，所述支撑杆上固定设置有准直透镜，所述准直透镜位于光源的下方；所述光源、准直透镜和薄膜固定柱的中心轴线在同一条直线上；
[0036]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超薄薄膜力学性能测量装置，其特征在于，包括：操作箱，其内部设置有减震平台；精密二维移动平台，其固定设置在所述减震平台的一端，所述精密二维移动平台的对称中心位置处固定设置有精密可控升降机构，所述精密可控升降机构固定连接有转接杆，所述转接杆的下端固定连接有视觉定位模块和固定底座，所述固定底座的下端可拆卸连接有压头；固定支架，其固定设置在所述减震平台的另一端，所述固定支架上固定设置有视觉辅助模块和湿度传感器；XY平移台，其固定设置在所述减震平台上，且所述XY平移台位于精密二维移动平台与固定支架之间；所述XY平移台上固定设置有Z轴平移台，所述Z轴平移台通过限位卡槽镶嵌有分析天平，所述分析天平上设置有薄膜工装，所述薄膜工装包括限位台和薄膜固定柱，所述限位台放置在分析天平的固定托盘中，所述薄膜固定柱可拆卸设置在限位台上；分子筛干燥柱，其固定设置在所述减震平台上，且所述分子筛干燥柱位于固定支架和XY平移台之间；加湿器，其固定设置在所述减震平台上，且所述加湿器位于精密二维移动平台和XY平移台之间。2.如权利要求1所述的超薄薄膜力学性能测量装置，其特征在于，所述精密二维移动平台的结构包括：横向导轨Ⅰ，其固定设置在所述减震平台的上表面，所述横向导轨Ⅰ上滑动设置有横向滑座Ⅰ，所述横向滑座Ⅰ中固定设置有丝母Ⅰ，横向滑座Ⅰ的上端固定设置有纵向导轨Ⅰ；所述减震平台上固定安装有步进电机Ⅰ，所述步进电机Ⅰ的电机轴固定连接有丝杆Ⅰ，所述丝杆Ⅰ穿设在丝母Ⅰ中，所述丝杆Ⅰ与减震平台转动连接；所述纵向导轨Ⅰ滑动连接有纵向滑座Ⅰ，所述纵向滑座Ⅰ中固定设置有丝母Ⅱ，所述纵向滑座Ⅱ的一端固定安装有步进电机Ⅱ，所述步进电机Ⅱ的电机轴固定连接有丝杆Ⅱ，所述丝杆Ⅱ穿设在丝母Ⅱ中，且所述丝杆Ⅱ与纵向滑座Ⅰ为转动连接。3.如权利要求2所述的超薄薄膜力学性能测量装置，其特征在于，所述精密可控升降机构的结构包括：安装板，其固定设置在所述纵向滑座Ⅰ的上表面，所述安装板的上端固定设置有气缸，所述气缸的气缸轴与所述转接杆固定连接，所述安装板上开设有竖直槽，所述安装板与纵向滑座Ⅰ之间和竖直槽中均固定设置有多根导向杆，所述导向杆与转接杆为滑动连接。4.如权利要求1所述的超薄薄膜力学性能测量装置，其特征在于，所述XY平移台的结构包括：两个对称设置的横向导轨Ⅱ，其固定设置在所述减震平台上，所述横向导轨Ⅱ滑动连接有横向滑座Ⅱ；所述横向滑座Ⅱ上固定设置有纵向导轨Ⅱ，所述纵向导轨Ⅱ滑动连接有纵向滑座Ⅱ，所述Z轴平移台固定设置在纵向滑座Ⅱ上；所述减震平台上固定设置有横向固定板，所述横向固定板螺纹连接有横向调节螺杆，所述横向调节螺杆的端部与横向滑座Ⅱ转动连接；所述横向滑座Ⅱ的一端固定设置有纵向固定板，所述纵向固定板螺纹连接有纵向调节螺杆，所述纵向调节螺杆的端部与纵向滑座Ⅱ转动连接。
5.如权利要求4所述的超薄薄膜力学性能测量装置，其特征在于，所述Z轴平移台的结构包括：固定底板，其固定设置在所述纵向滑座Ⅱ上，所述固定底板的一端固定设置有竖直板，所述竖直板上固定设置有竖直导轨；竖直滑座，其一端设置有燕尾槽，所述竖直滑座通过燕尾槽与竖直导轨滑动...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱方华，王宇光，徐嘉靖，李娃，张伟，晏良宏，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：