原位微纳米力学测试及刻划加工一体机制造技术

本发明专利技术涉及一种原位微纳米力学测试及刻划加工一体机，属于机电一体化精密科学仪器。其左侧步进电机通过联轴器驱动丝杠螺母，由丝杠螺母带动相关连接件，实现柔性铰链和金刚石压头的粗进给，由压电叠堆驱动柔性铰链实施精密进给。右侧载物台和精密力传感器安装在柔性铰链上，通过螺钉与动子连接，动子两侧薄片状结构与两个柔性铰链输出端间隙配合，动子与导轨滑块连接，两个对称的柔性铰链和导轨安装在尾座上，尾座安装在基座上。优点在于：体积小、结构紧凑，可安装在扫描电子显微镜中实现微纳米压痕、刻划测试。可先进行材料的原位微纳米压痕测试，根据测试结果优化刻划加工工艺，之后依据优化的工艺参数实现刻划加工，最终实现测试加工一体化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机电一体化精密科学仪器领域，特别涉及一种集原位微纳米力学测试及刻划加工为一体的原位微纳米力学测试及刻划加工一体机，在材料科学、超精密加工、半导体技术、固体力学等领域具有较好的应用前景。
技术介绍
原位微纳米力学测试技术是近几年发展起来的前沿技术，受到各国政府和研究机构的高度关注。原位纳米压痕测试技术由于具有高的载荷和位移测试分辨率，在微尺度力学测试中显现出独特的优势，据此开展的相关研究成果也得到《Nature》、《Science》、((PNAS))等顶级期刊的多次报道。相比于非原位纳米压痕测试技术，原位纳米压痕测试技术 目前只被少数的研究人员所掌握和使用，主要原因是该项技术需要在满足高的测试精度的同时，保证测试仪器的小型化以及与原位监测设备的兼容性。目前原位纳米压痕测试主要集中在透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)中开展，两者都具有非常有限的工作腔体，并且需要保证测试装置与工作腔体的电磁兼容性和真空兼容性，正是这些原因限制了原位纳米压痕测试技术的快速发展。总体来看，研究高精度、大测试范围、低成本的原位纳米压痕测试装置依然是具有挑战性的工作，同时也是一项紧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原位微纳米力学测试及刻划加工一体机，其特征在于：金刚石压头(7)紧固在柔性铰链a(5)前端，柔性铰链a(5)安装在过渡块(16)上，精密位移传感器(4)安装在柔性铰链a(5)上，压电叠堆a(6)安装在柔性铰链a(5)内部凹槽中，通过压电叠堆a(6)驱动柔性铰链a(5)，进而带动金刚石压头(7)实现精密进给，过渡块(16)固定安装在连接件a(17)上，连接件a(17)与精密导轨滑块b(18)连接，丝杠螺母(3)与连接件a(17)连接，步进电机(1)和精密导轨滑块(18)分别安装在基座(19)上，通过步进电机(1)带动丝杠螺母(3)，驱动连接件(17)实现粗进给；载物台(8)安装在精密力传感器...

【技术特征摘要】
1.一种原位微纳米力学测试及刻划加工一体机，其特征在于金刚石压头(7)紧固在柔性铰链a(5)前端，柔性铰链a(5)安装在过渡块(16)上，精密位移传感器(4)安装在柔性铰链a (5)上，压电叠堆a (6)安装在柔性铰链a (5)内部凹槽中，通过压电叠堆a (6)驱动柔性铰链a (5)，进而带动金刚石压头(7)实现精密进给，过渡块(16)固定安装在连接件a (17)上，连接件a (17)与精密导轨滑块b (18)连接，丝杠螺母(3)与连接件a (17)连接，步进电机⑴和精密导轨滑块(18)分别安装在基座(19)上，通过步进电机⑴带动丝杠螺母(3)，驱动连接件(17)实现粗进给；载物台(8)安装在精密力传感器(15)上，精密力传感器(15)固定在柔性铰链c (14)...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄虎，赵宏伟，史成利，万顺光，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：