一种低温纳米压痕实验装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111189730A(43)申请公布日2020.05.22(21)申请号202010206570.1(22)申请日2020.03.23(71)申请人兰州大学地址730000甘肃省兰州市城关区天水南路222号(72)发明人高配峰满桂安(74)专利代理机构兰州智和专利代理事务所(普通合伙)62201代理人周立新(51)Int.Cl.G01N3/54(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种低温纳米压痕实验装置(57)摘要本发明公开了一种低温纳米压痕实验装置，由下向上依次为底座、工作台板、真空罩以及试验机,工作台板的中心为贯穿的圆形空腔，圆形空腔的中部固定连接有换热板，换热板上方放置有圆盘形的样品托盘；样品托盘的上表面设有样品夹持组件和环形的齿条，齿条上啮合有伺服电机。真空罩的顶部设有开孔，试验机的压力杆由开孔穿入；样品托盘的下方设有盘形布设的导液管，导液管上连接有若干竖直向上的喷头，导液管的尾端连接有液氮储存罐。该样品承料盘上可同时放置多个实验带材，便于测量同种材料在不同温度下的力学参数，便于实验开展，有效缩短实验时间，同时减少液氮消耗，降低试验成本。CN111189730ACN111189730A权利要求书1/1页1.一种低温纳米压痕实验装置，其特征在于，包括水平的工作台板（1），所述工作台板（1）的中心呈贯穿的圆形空腔（2），所述圆形空腔（2）呈梯形，且上端开口大、下端开口小；圆形空腔（2）的中部固定连接有换热板（3），所述换热板（3）隔断圆形空腔（2）的上下两端；换热板（3）上方放置有圆盘形的样品托盘（4），且样品托盘（4）紧贴换热板（3）；样品托盘（4）的上表面设有环形的齿条（6）和若干环形布设的样品夹持组件，所述齿条（6）上啮合有齿轮（18），所述齿轮（18）上连接有伺服电机（7）；所述样品托盘（4）的外缘连接有若干滚轮（16），所述滚轮（16）紧贴圆形空腔（2）的内壁；所述工作台板（1）的上方设有真空罩（8），所述真空罩（8）的顶部设有圆形开孔，所述开孔内穿设有试验机的压力杆（9），所述压力杆（9）与真空罩（8）之间设有密封环（10）；所述样品托盘（4）的下方设有盘形布设的导液管（13），所述导液管（13）上连接有若干竖直向上的喷头（14），导液管（13）的尾端连接有液氮储存罐。2.根据权利要求1所述的低温纳米压痕实验装置，其特征在于，所述夹持组件包括两个并列设置的弧形夹持弹片（5），所述夹持弹片（5）的一端与样品托盘（4）固定连接，另一端可压紧实验材料；夹持弹片（5）前端的下表面上还连接有贴片式温度传感器。3.根据权利要求2所述的低温纳米压痕实验装置，其特征在于，所述夹持组件沿环形均匀布设，当样品托盘（4）转动时，各夹持组件依次穿过压力杆（9）的正下方。4.根据权利要求1所述的低温纳米压痕实验装置，其特征在于，所述工作台的下方设有封闭式底座（12），且底座（12）内部呈空腔，所述导液管（13）由底座（12）的一侧穿入，底座（12）的另一侧上还设有排气孔（15），所述排气孔（15）上连接有排气管。5.根据权利要求4所述的低温纳米压痕实验装置，其特征在于，工作台板（1）的下表面和底座（12）的外侧均裹覆有隔热板（17）。6.根据权利要求1所述的低温纳米压痕实验装置，其特征在于，所述工作台板（1）的上表面开设有用于安放真空罩（8）的固定槽（11）。7.根据权利要求1所述的低温纳米压痕实验装置，其特征在于，所述换热板（3）和样品托盘（4）均为铜质材料。2CN111189730A说明书1/3页一种低温纳米压痕实验装置技术领域[0001]本发明属于超导材料试验装置技术领域，具体涉及一种低温纳米压痕实验装置。背景技术[0002]随着纳米技术的发展，新的纳米结构、纳米材料及其卓越性能不断被人们发现和认识，并显示了非常广阔的应用前景。新型纳米材料的飞速发展迫切需要与之相匹配的纳米力学性能测试策略。由于传统测试手段的限制，科学家们研究出了纳米压痕测试方法，该方法由于具有对样品无特殊要求、测试快速等优点，因此逐渐成为材料基本力学性能测试的手段。[0003]虽然纳米压痕测试方法对于传统的拉压测试有一定的优势，但目前市场上大多商用纳米压痕测试装置还只能实现室温及高温测试，很少涉及到低温环境。随着超导科技、高速运输等领域的迅速发展，超导材料的性能测试引起了大家的关注。然而，超导材料只有在低温环境（4.2～77K）下才能够充分发挥其性能，因此对于低温环境的纳米压痕测试研究显得至关重要。[0004]虽然目前有些实验室已经对低温环境的纳米压痕装置进行了尝试性设计，但由于其缺乏设计经验并未得到广泛的认可和推广。发明内容[0005]本发明的目的在于解