原位测量金属材料的力学性能及微观结构的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种在透射电子显微镜中，为纳米金属样品提供原子级原位等静压力学性能测试的装置及方法。本发明专利技术属于纳米材料显微结构原位测试及表征技术领域。本发明专利技术创新性地设计了一种新的等静压容器装置：采用微操作技术将纳米金属样品加载并封装在两个碳纳米锥中间，即可获得一种等静压容器。更重要的是，该设计还创新性地实现了金属样品在透射电子显微镜中的原位等静压力学性能测试：通过探针挤压碳纳米锥的侧壁，对等静压环境中的金属样品施加等静压力，从而实现金属样品在透射电子显微镜中的原位等静压力学性能测试，静压大小可控。控。控。

【技术实现步骤摘要】
原位测量金属材料的力学性能及微观结构的装置及方法


[0001]本专利技术属于纳米材料显微结构原位测试及表征
，具体涉及原位测量金属材料的力学性能及微观结构的装置及方法。

技术介绍

[0002]近20年来，随着经济的发展，人们对于自然资源的开采以及航海航天等领域的发展更为迫切。地壳开采、深海潜艇和高压制造等设备中的关键金属部件均需在高的等静压环境中工作。探究这些金属材料在等静压环境中结构变化规律，揭示力学性能与等静压下金属材料结构的变化，对优化材料等静压下的力学性能，利用等静压技术制备高性能材料具有指导性的意义。近些年来人们研究发现材料的晶粒尺寸降低到纳米尺寸之后，其力学性能与块体材料有很大差别，这种“尺寸效应”引起了人们极大关注。但目前对于材料在等静压环境下结构与力学性能的研究多是利用金刚石对金属样品进行压缩，然后通过XRD、UV或IR等谱线的变化间接表征材料结构的变化。在透射电子显微镜中直接观察材料在等静压环境下的结构演化技术还很少见到报道。虽然之前人们利用碳纳米管作为等静压容器在透射电子显微镜中实现了高压下金属变形过程的原位研究，但该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.原位测量金属材料的力学性能及微观结构的装置，其特征在于，包括：W丝基底、碳材料、金属样品和原位探针杆；所述装置的具体组装顺序为：将所述碳材料、所述金属样品依次组装在所述W丝基底，并将所述W丝基底安装于所述原位探针杆上。2.根据权利要求1所述的原位测量金属材料的力学性能及微观结构的装置，其特征在于，所述碳材料包括但不限于：碳纳米锥和碳纳米管。3.根据权利要求1所述的原位测量金属材料的力学性能及微观结构的装置，其特征在于，所述金属样品包括但不限于：单晶、双元合金、低熵合金、中熵合金和高熵合金。4.根据权利要求1所述的原位测量金属材料的力学性能及微观结构的装置，其特征在于，获取W丝基底的过程为：以腐蚀W丝作为基底，具体过程为：将直径为0.2～0.5mm的W丝放于5％～10％的氢氧化钠水溶液中，加载2～3V的直流电源，获得针尖状的W丝尖端。5.原位测量金属材料的力学性能及微观结构的方法，是基于权利要求1
‑
4任一项所述的原位测量金属材料的力学性能及微观结构的装置实现的，其特征在于，包括以下步骤：基于W丝基底，采用微操作技术将纳米金属样品加载并封装在若干碳材料中间，获得以W丝为基底的等静压装置；将所述等静压装置放于透射电子显微镜的原位探针杆上；通过探针对碳材料内部的所述金属样品施加大小可控的等静压力，实现所述金属样品在透射电子显微镜中的原位等静压力学性能测试。6.根据权利要求5所述的原位测量金属材料的力学性能及微观结构的方法，其特征在于，所述碳材料包括但不限于：碳纳米锥和碳纳米管。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立华，李超杰，徐建勋，韩晓东，赵宇亮，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：