技术特征：
1.一种基于扫描电镜的高低温力学测试系统，应用在扫描电镜的真空测试腔内，其特征在于：所述高低温力学测试系统包括底座，具有安装槽以及一传动箱；驱动机构和传动机构，所述驱动机构是指具有在真空环境下工作的电机，连接于所述传动机构，所述传动机构置于所述传动箱中，所述传动机构至少部分位于所述安装槽中；夹具，安装在所述安装槽中的丝杠传动机构上；高低温试验台，设置在所述安装槽内，且位于两个所述夹具之间；所述低温试验台包括高低温载物台以及与高低温载物台连接的高低温控制系统，所述高低温载物台内部具有相通的制冷液通道，所述制冷液通道具有一进液口和一出液口，所述低温控制系统通过进液管与进液口连通，液氮管路通过真空法兰与外部高低温控制器、液氮罐连通，电磁消除系统，所述的电磁消除系统包括消磁线圈，缠绕于驱动机构伺服电机外部，通过导线与电镜真空腔体外部的信号采集器和信号发生器相连接；真空光栅尺，所述的真空光栅尺与传动机构通过相对位移的滑块连接，当滑块位移时将位移信号转换成光电信号传输至外部位移控制器。2.根据权利要求1所述的基于扫描电镜的高低温力学测试系统，其特征在于：所述驱动机构包括一伺服电机，所述伺服电机具有一驱动轴，所述传动机构包括至少一根丝杆，还包括第一同步齿轮、第二同步齿轮以及蜗轮蜗杆，所述驱动轴连接有一光电编码器，所述驱动轴与第一同步齿轮连接，所述第一同步齿轮和第二同步齿轮啮合，所述第二同步齿轮与蜗轮蜗杆啮合，所述蜗轮蜗杆由高速蜗轮蜗杆和低速蜗轮蜗杆组成两级蜗轮蜗杆，进行减速增距，用于改变动力传递方向，所述丝杆为滚珠丝杆，滚珠丝杆输出的动力沿滚珠丝杆的轴线方向，所述伺服电机外部具有电磁线圈与电磁信号检测传感器，通过导线与电镜真空腔体外部的信号采集器和信号发生器相连接，电磁信号检测传感器采集到电磁强度和相位，反馈给信号发生器，信号发生器换将电磁信号算成电磁线圈产生相同强度且相位相差180
°
的电流，电流通过导线激发伺服电机上电磁线圈产生电磁场，消除伺服电机所产生的电磁场。3.根据权利要求1所述的基于扫描电镜的高低温力学测试系统，其特征在于：所述安装槽包括第一安装槽和第二安装槽，第一安装槽内设置有伺服电机以及驱动轴，所述驱动轴与丝杆平行，所述夹具包括至少两个横梁，每一横梁中部均设有一夹具，所述丝杆具有两根，两根丝杆同时与蜗轮蜗杆连接，两根丝杆通过轴承座与底座连接，两根丝杆螺纹旋向相反，丝杆运动时，同步带动横梁相互靠近或者远离，横梁中间设置左右两个夹具，左右夹具上设置有防滑凹槽，并对称开有四个螺纹孔，相应的上盖板通过螺丝与左右夹具结合，在夹具一侧设置有力传感器，力传感器与夹具刚性连接，实现对试样的夹持及载荷的传递。4.根据权利要求3所述的基于扫描电镜的高低温力学测试系统，其特征在于：在夹具连接的滑块上连接水冷板，水冷板为铜制或不锈钢导热性良好的金属，水冷板内有水冷回路，扫描电镜外部设置水冷循环系统，通过硅胶柔性管路穿过扫描电镜真空腔体的真空密封法兰与水冷板的进液口连接，经过水冷板内的回路后与硅胶软管连接，硅胶软管穿过扫描电镜真空腔体的真空密封法兰回到水冷循环系统，保持夹具后端的力传感器处于
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20℃到80℃，保证力传感器的处于正常的工作温度。
5.根据权利要求1所述的基于扫描电镜的高低温力学测试系统，其特征在于：所述高低温载物台内部开有螺旋式流道，所述流道的一开口与进液口相通，另一开口与出液口相通，形成贯通的制冷回路，所述高低温载物台内部面粘连有一金属导温层，该金属导温层与高低温载物台之间设有加热装置，所述金属导温层采用银材质或铜材质中的一种。6.根据权利要求5所述的基于扫描电镜的高低温力学测试系统，其特征在于：所述高低温载物台采用金属制成，所述载物台呈矩形、梯形、圆形或椭圆形的一种，所述高低温载物台采用导热性好的银材质、铜材质中的一种，所述高低温载物台内部设有温度传感器，所述温度传感器与pid温度控制器电性连接，所述温度传感器外部涂覆有电磁屏蔽涂层，其信号传输线采用电磁信号屏蔽线。7.根据权利要求5所述的基于扫描电镜的高低温力学测试系统，其特征在于：所述出液口密封连接一出液管，所述进液管和出液管采用真空金属管，所述进液管和出液管与高低温载物台上的进液口、出液口焊接连接，形成回路。8.根据权利要求1所述的基于扫描电镜的高低温力学测试系统，其特征在于：所述真空测试腔具有电镜接口，所述电镜接口用于进液管和出液管穿过，所述进液管和出液管通过电镜接口导出后与低温控制系统连接，低温控制系统通过低温泵精准调节液氮进入量，以实现对高低温载物台的精准温度控制，所述低温泵将低温液体由低温软管输送入低温控制单元的银质块体中，并通过另一导管将银质块体中的气体及多余低温液体排出。9.根据权利要求8所述的基于扫描电镜的高低温力学测试系统，其特征在于：所述低温控制系统还包括pid温度控制器，所述pid温度控制器包括温度检测模块、主处理器和控制模块，所述温度检测模块用于检测温度并生成检测信号；所述主处理器用于对检测信号进行处理后生成误差信号，并执行pid算法对误差信号进行处理从而生成温度控制信号，所述主处理器中设置有模糊pid控制程序，模糊决策表存放在所述主处理器的闪烁存储器中，所述高低温控制系统与加热装置连接，所述加热装置为电加热片，所述电加热片与pid温度控制器电性连接，所述电加热片用于调节高低温载物台的温度，所述电加热片为棒状或片状或具有网络线路的板状结构，所述电加热片表面涂覆有耐高温、耐腐蚀纳米层。10.根据权利要求1-9任一项所述的基于扫描电镜的高低温力学测试系统，其特征在于：还包括载荷加载系统，所述载荷加载系统通过电磁屏蔽信号线采集伺服电机、光电编码器、载荷传感器、红外限位传感器的信号，通过控制软件实现高低温力学测试系统的加载，包括拉伸、疲劳测试的实验，所述伺服电机、温度传感器、红外限位传感器、载荷传感器均与电镜接口连接，外部与载荷加载系统连接，实现扫描电镜的真空测试腔的密封环境。
技术总结
本实用新型一种基于扫描电镜的高低温力学测试系统，应用在扫描电镜的真空测试腔内，包括驱动机构、传动机构、夹具、高低温力学测试系统载荷加载系统及高低温控制系统、电磁消除系统、真空光栅尺，所述载荷加载系统控制驱动机构和传动机构以实现对试样的夹持，以及力的测试，所述高低温控制系统调节控制所述高低温试验台的实验温度，实现样品在高低温环境下的力学测试，通过低温液体在银质块体中的气化及传热，使得银质块体达到-196℃～室温之间的某一低温值，并通过高低温载物台利用热传导将试样温度降低至实验目标值，电磁屏蔽涂层减少电磁辐射对电镜的影响，该真空测试腔具有专用电镜接口，利于保持真空状态，提高实验精度。提高实验精度。提高实验精度。
技术研发人员：赵天彪 张显程 汪明炉 谈建平 谢煜
受保护的技术使用者：文天精策仪器科技（苏州）有限公司
技术研发日：2022.04.30
技术公布日：2022/12/9