一种单根微纳米纤维强力测试的样品收集装置

1.本实用新型涉及一种单根微纳米纤维强力测试的样品收集装置，属于静电纺丝领域。


背景技术：

2.纳米纤维材料作为宏观上尺度最小的材料，具有特殊的力学、电学、磁学、光学特性、敏感特性和催化以及光活性等特性，目前大量产品已经得到了应用。在微电子、光电子和纳米催化等领域有巨大的应用前景。同时，纳米纤维还具有优异的力学性能，弹性模量和拉伸强度，在陶瓷基、树脂基等复合材料领域都有着巨大的应用潜力。为了实现上述的潜在应用并进一步发掘纳米纤维的应用潜力，有必要对纳米纤维的特性进行更深入的研究和表征。
3.对于纳米纤维，拉伸强度是一个十分重要的力学性能指标，能用来衡量纳米纤维所能承受的最大拉应力。一般地，当纤维用作复合材料增强体时，增强和增韧效果主要取决于纤维的拉伸强度。所以，精准地测量出纤维的拉伸强度显得尤为重要。然而由于纳米纤维的纤维直径非常小（一般为几纳米到几百纳米），且单根纤维的强度较低，收集起来较为困难，因此单根纳米纤维的收集是微纳米纤维强力测试首先要克服的一个难点。
4.静电纺丝是目前制备纳米纤维的一种简易方法，具有原料来源广泛、设备简单等的优点。然而通过静电纺丝得到的多是无纺布形式的纳米纤维膜，它是一种无序的纳米纤维堆积，为了对纳米纤维的力学性能进行精确表征，收集到单根纳米纤维是十分必要的。


技术实现要素：

5.针对上述情况，本实用新型提供一种单根微纳米纤维强力测试的样品收集装置，以滚筒为基础，在滚筒表面复合纤维样品收集台，在静电纺丝过程中，将此收集装置放置在静电纺丝喷头下端，利用滚筒的高速转动，使静电纺丝纤维缠绕在滚筒上面被拉直并在第一纤维接收台和第二纤维接收台之间沉积，且沿接收台方向平行排列，然后在暗室环境下通过侧面光源来观察纤维，借助镊子、细针等工具除去样品收集台外部多余纤维及纤维接收台上排列不好的纤维后即可得到单根纳米纤维，再通过固定树脂将样品固定在纤维接收台的两端得到拉伸样品。在接收纤维之前，可通过调节两样品接收台的位置控制接收纤维的长度，目前可调节长度最大达到15mm。
6.本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：
7.一种单根微纳米纤维强力测试的样品收集装置，主要包括支架、转轴、滚筒、样品台定位块、样品收集台、电机，其中样品收集台包括第一固定螺丝、第二固定螺丝、横杆、支撑件、第一纤维接收台、第二纤维接收台、压紧螺丝。其中，转轴沿自身的轴心与支架转动连接，转轴与滚筒固定连接，滚筒可通过设置在支架上的电机调节转速转轴速度，带动滚筒转动，且滚筒上设置多组样品台定位块，一组定位块与样品收集台对应可拆卸连接；样品收集台包括平行设置的一组支撑件，支撑件底部设置定位槽，与样品台定位块适配，一组支撑件
分别与对应设置的第一纤维接收台、第二纤维接收台滑动连接。第一纤维接收台、第二纤维接收台用于接收纤维。
8.进一步的，所述样品收集台由绝缘材料构成。
9.进一步的，所述滚筒表面包覆有锡箔纸。
10.进一步的，所述滚筒为正六边形并可通过电机调节转速。
11.进一步的，所述定位槽与样品台定位块通过第一固定螺丝、第二固定螺丝锁紧。
12.进一步的，所述滚筒上含有多个样品台定位块，可同时固定多个样品收集台进行纤维收集。
13.进一步的，所述第一纤维接收台与第二纤维接收台为侧卧
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t”字形，t字形上部设置滑槽，通过压紧螺丝滑动连接与支撑件上。样品收集台收集的单根纤维长度可通过调节压紧螺丝在滑槽内移动实现对第一纤维接收台和第二纤维接收台的移动，通过改变隔距来改变接收纤维的长度。
14.进一步的，所述一组支撑件中部通过横杆固定/可拆卸连接。
15.采用上述结构本实用新型取得的有益效果如下：本实用新型提供了一种单根微纳米纤维强力测试的样品收集装置，可纺成定向性极高的单根微纳米纤维，且该新型专利具有工艺简单、使用方便、重复性好、能长期使用等优点。
附图说明
16.图1为本实用新型单根微纳米纤维强力测试的样品收集装置的整体结构示意图；
17.图2为本实用新型单根微纳米纤维强力测试的样品收集装置的底座结构示意图；
18.图3为本实用新型单根微纳米纤维强力测试的样品收集装置的样品收集台结构示意图;
19.图4为本实用新型单根微纳米纤维强力测试的样品收集装置的纤维接受台结构示意图。
20.附图标记说明：1、支架；2、转轴；3、滚筒；31、样品台定位块；4、样品收集台；41、第一固定螺丝；42、第二固定螺丝；43、横杆；44、支撑件；45、定位槽；46、第一纤维接收台；47、第二纤维接收台；48、压紧螺丝；49、滑槽；5、电机。
具体实施方式
21.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要
22.限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不
23.必要地混淆本实用新型的概念。
24.如图1-4所示，本实用新型单根微纳米纤维强力测试的样品收集装置，包括主要包括支架1、转轴2、滚筒3、样品台定位块31、样品收集台4，电机5，其中样品收集台4包括第一固定螺丝41、第二固定螺丝42、横杆43、支撑件44、第一纤维接收台46、第二纤维接收台47、压紧螺丝48，转轴2沿自身的轴心与支架1转动连接，转轴2与正六边形滚筒3固定连接，滚筒3可通过电机5调节转轴转速带动调节，且滚筒3上设置多组样品台定位块31，一组定位块31
与样品收集台4对应可拆卸连接；样品收集台4包括平行设置的一组支撑件44，支撑件44底部设置定位槽45与样品台定位块31适配，一组支撑件44分别与对应设置的第一纤维接收台46、第二纤维接收台47滑动连接。第一纤维接收台、第二纤维接收台用于接收纤维。
25.绝缘材料的样品收集台4与表面包覆有锡箔纸滚筒3结合处设置有固定螺丝，即定位槽45与样品台定位块31通过第一固定螺丝41、第二固定螺丝42锁紧。
26.滚筒3上含有多个样品台定位块31，可同时固定多个样品收集台4进行纤维收集，并可通过电机5调节转速。
27.第一纤维接收台46与第二纤维接收台47为侧卧
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t”字形，t字形上部设置滑槽49，通过压紧螺丝48滑动连接与支撑件44上。在纤维接收台的凸出部分收集沿接收台方向平行排列的纺丝纤维。
28.一组支撑件44中部通过横杆43固定/可拆卸连接。
29.样品收集台4收集的单根纤维长度可通过调节压紧螺丝48在滑槽49内移动实现对第一纤维接收台46和第二纤维接收台47的移动，通过改变隔距来改变接收纤维的长度。
30.具体使用时，首先配置好所需的纺丝溶液并放入静电纺丝装置，之后调节静电纺丝仪器相关参数，根据所需纤维长度调节压紧螺丝来调节第一纤维接收台和第二纤维接收台之间的隔距，在将样品收集台的定位槽与滚筒上方的样品台定位块结合后拧紧第一固定螺丝与第二固定螺丝，将该收集装置放在静电纺丝喷丝头下方，通过电机调节转轴转速，带动调节滚筒转速，待启动静电纺丝机后微纳米纺丝纤维即落在样品收集台凸出部分，然后在暗室环境下通过侧面光源来观察纤维，借助镊子、细针等工具去除排列不好的纤维后即可得到所需的单根微纳米纤维，再通过固定树脂将样品固定在纤维接收台的两端即可得到拉伸样品。
31.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、
32.替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。