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原文传递变温-强磁场复合条件下的纳米压痕测试仪器

专利名称：	变温-强磁场复合条件下的纳米压痕测试仪器
摘要：	本发明涉及一种变温‑强磁场复合条件下的纳米压痕测试仪器，属于机电一体化精密仪器领域。强磁场加载模块、精密位移检测模块、载荷精密驱动检测模块和变温加载模块分别安装在支撑模块上；仪器整体置于真空腔内，既防止水蒸气冷凝对实验产生干扰，又能准确模拟材料实际服役条件；精密位移检测模块和载荷精密驱动检测模块实现压头的精密驱动以及压入深度与施加载荷的精密检测；强磁场加载模块与变温加载模块耦合实现变温‑强磁场加载测试。设计简单大方、操作简便、磁场安全可靠、加载与检测精度高，可完成试件在变温‑强磁复合条件下的纳米压痕测试，为超导等特性材料在真空、变温‑强磁场复杂工况下的力学性能提供了一种有效的测试技术。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	吉林;22
申请人：	吉林大学
发明人：	张建海;赵宏伟;宗翔宇;王军炎;王赵鑫;孟凡越;郑艳芳;孙书博
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910298341.4
公开号：	CN110044751A
代理机构：	吉林长春新纪元专利代理有限责任公司
代理人：	王怡敏
分类号：	G01N3/54(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	130000 吉林省长春市前进大街2699号
主权项：	1.一种变温-强磁场复合条件下的纳米压痕测试仪器，其特征在于：包括支撑模块（1）、强磁场加载模块（2）、精密位移检测模块（3）、载荷精密驱动检测模块（4）和变温加载模块（5），所述强磁场加载模块（2）、精密位移检测模块（3）、载荷精密驱动检测模块（4）和变温加载模块（5）分别安装在支撑模块（1）上；仪器整体置于真空腔内，精密位移检测模块（3）和载荷精密驱动检测模块（4）实现压头的精密驱动以及压入深度与施加载荷的精密检测；强磁场加载模块（2）与变温加载模块（5）耦合实现变温-强磁场加载测试。 2.根据权利要求1所述的变温-强磁场复合条件下的纳米压痕测试仪器，其特征在于：所述的强磁场加载模块（2）是：低温超导线圈（201）放置在支撑块（103）上，保证试件位于低温超导线圈（201）的中心5T匀场区；低温超导线圈（201）是由低温超导线材按照跑道型结构绕制而成的二级磁体线圈，线圈放置于液氦杜瓦内，保证其工作温度；正极引线接头（202）、负极引线接头（203）通过非导磁性钛制螺栓与低温超导线圈（201）连接，外接直流电源对低温超导线圈（201）进行稳态加载与控制，实现0~5T的强磁场加载。 3.根据权利要求1所述的变温-强磁场复合条件下的纳米压痕测试仪器，其特征在于：所述的精密位移检测模块（3）包括连接板（301）、手动平移台（302）、耐低温强磁激光式位移传感器（304）、夹具体a（303）、夹具体b（305）及位移测量板（306），所述手动平移台（302）左端通过连接板（301）螺栓连接固定于外壳（101）上；夹具体a（303）、夹具体b（305）通过螺栓连接固定于手动平移台（302）上；位移测量板（306）通过连接块（403）下端面与耐低温强磁压电式力传感器（405）上端面夹紧固定；夹具体a（303）、夹具体b（305）夹持着耐低温强磁激光式位移传感器（304）随手动平移台（302）纵向移动，完成耐低温强磁激光式位移传感器（304）与位移测量板（306）的校准，实现压头压入深度的精密检测。 4.根据权利要求1所述的变温-强磁场复合条件下的纳米压痕测试仪器，其特征在于：所述的载荷精密驱动检测模块（4）包括耐低温强磁压电纳米位移台（404）、连接块（403）、耐低温强磁压电式力传感器（405）、压杆（402）、紧定螺钉（406）及金刚石压头（401），所述耐低温强磁压电纳米位移台（404）上端通过螺栓连接固定于外壳（101）上，下端通过螺栓与连接块（403）连接；耐低温强磁压电纳米位移台（404）存在粗定位及精细定位两种模式，粗定位模式实现压头纵向宏观进给，精细定位模式分辨率达1nm以下，实现压头纵向精密微观进给；耐低温强磁压电式力传感器（405）上端通过外螺纹与连接块（403）中心孔内螺纹连接，下端通过外螺纹与压杆（402）中心孔内螺纹连接；压杆（402）与压头（401）通过紧定螺钉（406）进行固定，实现压头的精密驱动与载荷检测。 5.根据权利要求1所述的变温-强磁场复合条件下的纳米压痕测试仪器，其特征在于：所述的变温加载模块（5）是：载物台（502）通过螺栓连接固定于底板（102）上，传输管道（503）与载物台（502）过盈配合，通入液氦或液氮对载物台（502）及其上的试件实现低温加载；载物台（502）内嵌入发热电阻丝（501），通过改变发热电阻丝（501）的发热功率实现变温加载。
所属类别：	发明专利