一种应用于显微分析设备的多功能加载机构的制作方法

1.本实用新型涉及材料力学性能和显微组织结构原位表征技术领域，具体涉及一种应用于显微分析设备的多功能加载机构。


背景技术：

2.材料的力学性能与材料的显微组织结构之间的关系密不可分，材料的力学测试和显微组织结构表征在以往是两项分开的测试项目，然而卸载后离位的材料显微组织结构并不能准确代表材料受力时的真实状态。美国mti、英国deben和德国kammrath-weiss等公司推出应用于以扫描电子显微镜为主的显微分析设备的微型拉伸台是解决上述问题的有效方案。利用微型拉伸台对材料进行力学测试，获得相应的应力应变曲线，同时配合扫描电镜中的二次电子探头、背散射电子探头、ebsd探头和eds探头等可以对承受特定载荷状态材料的显微表面形貌、化学成分、晶体结构、相结构、取向分布等方面进行全方位的、分析范围跨越宏观肉眼可见至纳米尺度的表征与分析。
3.市面现有的原位拉伸台均采用刚性加载机构，通过丝杆螺母副的直线运动对材料强制加位移。这种加载模式控制简单，可以实现位移控制或者力控制，用户只需设定拉伸速率和目标位移（或目标力）即可完成整个加载过程。
4.然而，这种加载机构同样存在明显的缺陷。拉伸速率的精度和稳定性受电机和传动机构本身的加工精度和装配精度的影响严重，容易产生冲击或卡顿，造成拉伸曲线波动，并影响拉伸曲线数据的准确性；不能实现蠕变测试，蠕变是材料在维持应力不变的状态下应变随时间增加的现象，刚性加载机构要维持蠕变材料应力不变只能强制加位移，无法评价强制施加的位移对材料的蠕变现象产生了何种程度的影响；不能实现拟静力试验，即低周反复载荷试验，刚性加载机构在反方向卸载时，机械结构回程间隙直接反应在样品的形变回复上，强制加位移的特征容易造成材料的弹性回复以及局部的反向加载变形同步发生，不能准确表征低周反复试验的力学特征。


技术实现要素：

5.本实用新型主要解决现有技术中存在运行稳定性差、精度低和无法实现反复载荷试验的不足，提供了一种应用于显微分析设备的多功能加载机构，其具有结构简单、运行稳定性好和精度高的特点。作为微型拉伸台的主要功能部件，既可以刚性加载，又能实现弹性加载，还可以实施两种加载方式的结合。
6.本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
7.一种应用于显微分析设备的多功能加载机构，包括样品，所述的样品一端设有第一夹具支撑架，所述的样品另一端设有第二夹具支撑架，所述的第一夹具支撑架与样品间设有与第一夹具支撑架相插嵌连接的第一夹具，所述的第二夹具支撑架与样品间设有与第二夹具支撑架相插嵌连接的第二夹具，所述的第二夹具支撑架后端设有力传导顶板，所述的力传导顶板与第二夹具间设有力传感器。样品与第一夹具、第二夹具相插嵌连接固定。
8.作为优选，所述的样品两侧均设有与第一夹具支撑架、第二夹具支撑架相贯穿式套接的正反牙丝杆，所述的正反牙丝杆与第一夹具支撑架间均设有与正反牙丝杆相螺纹式套接的左旋螺母，所述的正反牙丝杆与第二夹具支撑架间均设有与正反牙丝杆相螺纹式套接的右旋螺母。
9.作为优选，所述的第二夹具支撑架后端设有与正反牙丝杆相插嵌式套接固定的丝杆导向杆。
10.作为优选，所述的第一夹具支撑架、第二夹具支撑架上分别设有与左旋螺母、右旋螺母相螺纹式套接固定的固定螺钉。
11.作为优选，所述的正反牙丝杆一侧边设有与第二夹具支撑架后端相连接固定且延伸至第一夹具支撑架相插嵌连接固定的位移传感器。
12.作为优选，所述的第一夹具支撑架前端设有与第一夹具相螺纹式套接固定的限位螺母，所述的限位螺母与第一夹具间设有与第一夹具相套接的弹簧。
13.作为优选，所述的力传导顶板与第二夹具支撑架间设有与力传感器相嵌套连接的力传感器支撑架。
14.本实用新型能够达到如下效果：
15.本实用新型提供了一种应用于显微分析设备的多功能加载机构，与现有技术相比较，具有结构简单、运行稳定性好和精度高的特点。作为微型拉伸台的主要功能部件，既可以刚性加载，又能实现弹性加载，还可以实施两种加载方式的结合。
附图说明
16.图1是本实用新型的立体结构示意图。
17.图2是本实用新型的正视结构示意图。
18.图3是本实用新型的结构剖视图。
19.图中：第一夹具支撑架1，第二夹具支撑架2，丝杆导向杆3，力传导顶板4，力传感器支撑架5，右旋螺母6，位移传感器7，第二夹具8，样品9，第一夹具10，正反牙丝杆11，限位螺母12，左旋螺母13，固定螺钉14，力传感器15，弹簧16。
具体实施方式
20.下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
21.实施例：如图1、图2和图3所示，一种应用于显微分析设备的多功能加载机构，包括样品9，样品9一端设有第一夹具支撑架1，样品9另一端设有第二夹具支撑架2，第一夹具支撑架1与样品9间设有与第一夹具支撑架1相插嵌连接的第一夹具10，第一夹具支撑架1前端设有与第一夹具10相螺纹式套接固定的限位螺母12，限位螺母12与第一夹具10间设有与第一夹具10相套接的弹簧16。第二夹具支撑架2与样品9间设有与第二夹具支撑架2相插嵌连接的第二夹具8，第二夹具支撑架2后端设有力传导顶板4，力传导顶板4与第二夹具8间设有力传感器15。力传导顶板4与第二夹具支撑架2间设有与力传感器15相嵌套连接的力传感器支撑架5。
22.样品9两侧均设有与第一夹具支撑架1、第二夹具支撑架2相贯穿式套接的正反牙丝杆11，第二夹具支撑架2后端设有与正反牙丝杆11相插嵌式套接固定的丝杆导向杆3。正
反牙丝杆11与第一夹具支撑架1间均设有与正反牙丝杆11相螺纹式套接的左旋螺母13，正反牙丝杆11与第二夹具支撑架2间均设有与正反牙丝杆11相螺纹式套接的右旋螺母6。第一夹具支撑架1、第二夹具支撑架2上分别设有与左旋螺母13、右旋螺母6相螺纹式套接固定的固定螺钉14。正反牙丝杆11一侧边设有与第二夹具支撑架2后端相连接固定且延伸至第一夹具支撑架1相插嵌连接固定的位移传感器7。
23.综上所述，该应用于显微分析设备的多功能加载机构，具有结构简单、运行稳定性好和精度高的特点。作为微型拉伸台的主要功能部件，既可以刚性加载，又能实现弹性加载，还可以实施两种加载方式的结合。
24.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范实施例的细节，而且在不背离实用新型的基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
25.总之，以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。


技术特征：
1.一种应用于显微分析设备的多功能加载机构，包括样品（9），其特征在于：所述的样品（9）一端设有第一夹具支撑架（1），所述的样品（9）另一端设有第二夹具支撑架（2），所述的第一夹具支撑架（1）与样品（9）间设有与第一夹具支撑架（1）相插嵌连接的第一夹具（10），所述的第二夹具支撑架（2）与样品（9）间设有与第二夹具支撑架（2）相插嵌连接的第二夹具（8），所述的第二夹具支撑架（2）后端设有力传导顶板（4），所述的力传导顶板（4）与第二夹具（8）间设有力传感器（15）。2.根据权利要求1所述的一种应用于显微分析设备的多功能加载机构，其特征在于：所述的样品（9）两侧均设有与第一夹具支撑架（1）、第二夹具支撑架（2）相贯穿式套接的正反牙丝杆（11），所述的正反牙丝杆（11）与第一夹具支撑架（1）间均设有与正反牙丝杆（11）相螺纹式套接的左旋螺母（13），所述的正反牙丝杆（11）与第二夹具支撑架（2）间均设有与正反牙丝杆（11）相螺纹式套接的右旋螺母（6）。3.根据权利要求2所述的一种应用于显微分析设备的多功能加载机构，其特征在于：所述的第二夹具支撑架（2）后端设有与正反牙丝杆（11）相插嵌式套接固定的丝杆导向杆（3）。4.根据权利要求2所述的一种应用于显微分析设备的多功能加载机构，其特征在于：所述的第一夹具支撑架（1）、第二夹具支撑架（2）上分别设有与左旋螺母（13）、右旋螺母（6）相螺纹式套接固定的固定螺钉（14）。5.根据权利要求2所述的一种应用于显微分析设备的多功能加载机构，其特征在于：所述的正反牙丝杆（11）一侧边设有与第二夹具支撑架（2）后端相连接固定且延伸至第一夹具支撑架（1）相插嵌连接固定的位移传感器（7）。6.根据权利要求1所述的一种应用于显微分析设备的多功能加载机构，其特征在于：所述的第一夹具支撑架（1）前端设有与第一夹具（10）相螺纹式套接固定的限位螺母（12），所述的限位螺母（12）与第一夹具（10）间设有与第一夹具（10）相套接的弹簧（16）。7.根据权利要求1所述的一种应用于显微分析设备的多功能加载机构，其特征在于：所述的力传导顶板（4）与第二夹具支撑架（2）间设有与力传感器（15）相嵌套连接的力传感器支撑架（5）。

技术总结
本实用新型涉及一种应用于显微分析设备的多功能加载机构，所属材料力学性能和显微组织结构原位表征技术领域，包括样品，所述的样品一端设有第一夹具支撑架，所述的样品另一端设有第二夹具支撑架，所述的第一夹具支撑架与样品间设有与第一夹具支撑架相插嵌连接的第一夹具，所述的第二夹具支撑架与样品间设有与第二夹具支撑架相插嵌连接的第二夹具，所述的第二夹具支撑架后端设有力传导顶板，所述的力传导顶板与第二夹具间设有力传感器。具有结构简单、运行稳定性好和精度高的特点。作为微型拉伸台的主要功能部件，既可以刚性加载，又能实现弹性加载，还可以实施两种加载方式的结合。合。合。


技术研发人员：李吉学 党理
受保护的技术使用者：杭州源位科技有限公司
技术研发日：2022.01.12
技术公布日：2022/8/26