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原文传递一种用于纳米压痕仪的纳米级测量加载单元及其测量方法

专利名称：	一种用于纳米压痕仪的纳米级测量加载单元及其测量方法
摘要：	本发明公开一种用于纳米压痕仪的纳米级测量加载单元，包括：柔性铰链；第一立柱和第二立柱，其设置在柔性铰链底面两侧；横梁，其轴向两侧分别与第一立柱和第二立柱固定连接；第一圆形通孔，其设置在横梁中心；滑块，其轴向固定设置在第一立柱的内侧面；导轨，其一侧设置有与滑块配合的凹槽，并与滑块可滑动连接；参考架，其短边外端设置有第二圆形通孔；压套，其同轴设置在所述第二圆形通孔下方；软压环，其为圆环形，且同轴固定设置在远离参考架的所述压套一端；读数头，其固定设置在参考架短边一侧上；压头，其一端与所述柔性铰链底面中心固定连接，另一端同轴伸入所述压套内。本发明公开一种用于纳米压痕仪的纳米级测量加载单元的测量方法。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	吉林;22
申请人：	长春因赛图精密仪器设备有限公司
发明人：	路东辉;赵宏宇;姜绍东
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-11T00:00:00+0800
申请号：	CN201910643889.8
公开号：	CN110320120A
代理机构：	北京远大卓悦知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	许小东
分类号：	G01N3/44(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	130000 吉林省长春市北湖科技开发区盛北大街3333号长春北湖科技园产业一期C1-501室
主权项：	1.一种用于纳米压痕仪的纳米级测量加载单元，其特征在于，包括：柔性铰链，其内部设置有压电陶瓷；第一立柱和第二立柱，其垂直且对称设置在所述柔性铰链底面两侧；横梁，其轴向两侧分别与所述第一立柱和第二立柱固定连接，并与所述柔性铰链、第一立柱和第二立柱围成闭合框架结构；第一圆形通孔，其设置在所述横梁中心；滑块，其轴向固定设置在所述第一立柱的内侧面；导轨，其一侧设置有与所述滑块配合的凹槽，并与所述滑块可滑动连接；参考架，其为L型，且长边一侧与所述导轨另一侧固定连接，短边一侧与所述柔性铰链底面平行，所述短边外端设置有第二圆形通孔；压套，其为环柱形，且同轴设置在所述第二圆形通孔下方，并与所述参考架一体成型，所述压套同轴穿过所述第一圆形通孔；软压环，其为圆环形，且同轴固定设置在远离所述参考架的所述压套一端；读数头，其固定设置在所述参考架短边一侧上；压头，其一端与所述柔性铰链底面中心固定连接，另一端同轴伸入所述压套内且没有伸出所述压套；光栅尺，其一侧与所述压头的侧面固定连接，另一侧与所述读数头连接，能够与所述读数头发生相对运动；其中，初始位置时，所述压头远离柔性铰链一端超过所述横梁位置。 2.如权利要求1所述的用于纳米压痕仪的纳米级测量加载单元，其特征在于，还包括：固定座，其为L型，且短边一侧与所述参考架长边一侧固定连接，长边一侧与所述柔性铰链底面垂直，所述读数头固定在所述固定座长边一侧上；力传感器，其一端与所述柔性铰链底面中心螺纹固定连接；压头座，其一端与所述力传感器另一端螺纹固定连接，另一端与所述压头一端固定连接；其中，所述光栅尺的一侧与所述压头座的侧面固定连接。 3.如权利要求2所述的用于纳米压痕仪的纳米级测量加载单元，其特征在于，还包括：相互贴合的第一夹紧座和第二夹紧座；半圆形凹槽，其分别设置在所述第一夹紧座和第二夹紧座的贴合面的一侧；并且位置对应形成通孔，用于容纳压头座，并通过螺栓夹紧；其中，所述光栅尺的一侧与所述第一夹紧座一侧固定连接。 4.如权利要求3所述的用于纳米压痕仪的纳米级测量加载单元，其特征在于，还包括：簧垫块，其固定设置在远离所述导轨的所述横梁一端；压簧，其一端与所述簧垫块固定连接，另一端设置有第三圆形通孔，并空套在所述压头座上；挡片，其固定套设在位于所述第三圆形通孔和所述第一夹紧座之间的压头座上，且所述挡片的外径大于所述第三圆形通孔的内径。 5.如权利要求4所述的用于纳米压痕仪的纳米级测量加载单元，其特征在于，还包括：支撑板，其设置在所述固定座长边一侧上方且与所述固定座一体成型；压线板，其通过螺栓夹紧读数头的导线并固定设置在所述支撑板上。 6.如权利要求5所述的用于纳米压痕仪的纳米级测量加载单元，其特征在于，还包括：簧压片，其设置在所述簧垫块正上方的压簧上方，并通过螺栓将所述簧压片、压簧和簧垫块固定设置在所述横梁上。 7.如权利要求5或6所述的用于纳米压痕仪的纳米级测量加载单元，其特征在于，所述柔性铰链、第一立柱、第二立柱和横梁之间通过螺栓固定连接。 8.一种用于纳米压痕仪的纳米级测量加载单元的测量方法，其特征在于，包括：将测试样品置于压套下方后对压电陶瓷通电，柔性铰链带动整体向样品方向运动，观察读数头数值确定样品表面压痕深度，同时记录力传感器数据；其中，所述样品表面压痕深度满足： d＝dr-d0；式中，d为样品表面压痕深度，dr为读数头读数，d0为压头远离柔性铰链一端与软压环远离柔性铰链一端的距离。
所属类别：	发明专利