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原文传递一种基于微镊的粘附力测试装置

专利名称：	一种基于微镊的粘附力测试装置
摘要：	本发明涉及新材料研发领域，一种基于微镊的粘附力测试装置，包括基座、位移台I、力学测量单元、激光位移计、悬臂、相机架、照相机、位移台II、衬底、颗粒样品、微镊、致动器、位移台III、支架、光学显微镜、计算机和电缆，采用基于微机电系统驱动的微镊与原子力显微镜的悬臂相结合的方法来测量单个微颗粒的粘附力，通过微镊夹紧微粒，并监控微粒与悬臂的相互位置关系，来测量单个微颗粒的粘附力，相比于胶体探针原子力显微镜技术能节省测量时间，且无需环氧树脂来固定待测微粒，测量准确度高，实验步骤简单，所需的测量时间较短，测量准确度高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	金华职业技术学院
发明人：	郭强;索奕双;张向平
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-11T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201910409059.9
公开号：	CN110108626A
分类号：	G01N15/10(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	321000 浙江省金华市婺城区婺州街1188号
主权项：	1.一种基于微镊的粘附力测试装置，包括基座(1)、位移台I(2)、力学测量单元(3)、激光位移计(4)、悬臂(5)、相机架(6)、照相机(7)、位移台II(8)、衬底(9)、颗粒样品(10)、微镊(11)、致动器(12)、位移台III(13)、支架(14)、光学显微镜(15)、计算机和电缆，xyz为三维坐标系，其特征是：位移台I(2)、相机架(6)、位移台II(8)和支架(14)依次连接于基座(1)上面，位移台I(2)、相机架(6)、微镊(11)、致动器(12)和位移台III(13)分别电缆连接计算机，力学测量单元(3)安装于位移台I(2)上面，通过计算机控制位移台I(2)，能够使得力学测量单元(3)分别在xyz三个方向直线移动，悬臂(5)是具有固定端和活动端的金属片，固定端固定于力学测量单元(3)的上面，在不受外力的情况下，固定端与活动端位于同一水平面，激光位移计(4)连接于力学测量单元(3)的侧面，并且激光位移计(4)位于悬臂(5)的活动端下方的20毫米处，用于监测悬臂(5)的活动端在y方向的位移；照相机(7)安装于相机架(6)上，用于监测悬臂(5)的形变，通过计算机控制相机架(6)能够使得照相机(7)分别在xyz三个方向直线移动；衬底(9)位于位移台II(8)上，衬底(9)上面吸附有颗粒样品(10)；位移台III(13)和光学显微镜(15)自下而上安装于支架(14)上，位移台III(13)和光学显微镜(15)的位置均能够通过支架(14)进行调节，致动器(12)安装于位移台III(13)的下面，通过计算机控制位移台III(13)能够使得致动器(12)分别在xyz三个方向直线移动，通过计算机对致动器(12)施以不同电压，能够使得致动器(12)在y方向伸缩，微镊(11)固定于致动器(12)的下面，微镊(11)的前端具有两个操纵指，通过计算机控制微镊(11)能够使操纵指开启或闭合，操纵指能够抓取颗粒样品(10)，微镊(11)具有微机电力传感器，微机电力传感器能够将测得的微镊(11)受到的力的信息传输入计算机。 2.根据权利要求1所述的一种基于微镊的粘附力测试装置，其特征是：悬臂(5)为原子力显微镜的悬臂，悬臂(5)的长度为250微米、宽度为30微米、厚度为0.9微米，悬臂(5)的弹性系数为0.09牛/米。 3.根据权利要求1所述的一种基于微镊的粘附力测试装置，其特征是：颗粒样品(10)的尺寸范围为0.5微米到5微米。 4.根据权利要求1所述的一种基于微镊的粘附力测试装置，其特征是：微镊(11)由硅材料微加工制成，微镊(11)前端的两个操纵指之间最大间隙为8微米，两个操纵指之间能够施加的最大力为400微牛。 5.根据权利要求1所述的一种基于微镊的粘附力测试装置，其特征是：致动器(12)由压电陶瓷制成，致动器(12)在y方向的最小伸缩步进为50纳米。
所属类别：	发明专利