扫描电镜下微弧度级精度原位扭转材料力学性能测试装置

摘要

本发明涉及一种扫描电镜下微弧度级精度原位扭转材料力学性能测试装置，属于机电领域。由精密加载单元、精密信号检测及控制单元、夹持单元及连接单元组成。本发明结构精巧，角应变速率可控，与扫描电子显微镜、光学显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱仪等良好的结构兼容性、真空兼容性及电磁兼容性。可在各类成像仪器的观测下开展针对三维宏观试件的跨尺度原位扭转测试，通过本发明亦可对材料在扭矩作用下的微观变形和损伤过程进行原位观察，并一定程度上揭示材料及其制品在微纳米尺度下的力学行为和破坏机制。

主权项

一种扫描电镜下微弧度级精度原位扭转材料力学性能测试装置，其特征在于：包括精密加载单元、精密信号检测及控制单元、夹持单元及连接单元，所述精密加载单元、精密信号检测及控制单元、夹持单元分别与连接单元连接；所述精密加载单元包括精密直流伺服电机（1）、弹性联轴器（3）及两级较大减速比二次包络型蜗轮蜗杆副，该两级较大减速比二次包络型蜗轮蜗杆副由一级蜗轮蜗杆（5、6）、二级蜗轮蜗杆（7、26）构成；该精密直流伺服电机（1）通过电机法兰盘（2）固定在测试装置基座（15）上，并通过弹性联轴器（3）与一级蜗杆（5）连接；所述精密信号检测及控制单元由精密扭矩传感器（19）、精密圆光栅尺（9）及与精密直流伺服电机（1）同步运动的高线数光电编码器（20）组成，该精密扭矩传感器（19）与凹形拖板（18）连接，精密圆光栅尺（9）与圆光栅基座套接；所述夹持单元由被测试件（13）、牙钳式夹具体的主、从动牙钳式夹具体上、下压板（12、14、23、24）及压板紧固螺钉（28）组成；该主动牙钳式夹具体下压板（23）与圆光栅基座（8）通过方形轴孔定位，并通过夹具体连接螺钉（27）进行连接，该从动牙钳式夹具体下压板（24）与扭距传感器法兰架（16）通过方形轴孔定位，并通过夹具体连接螺钉（27）进行连接，被测试件（13）通过带有锯齿状结构的主、从动牙钳式夹具体上、下压板（12、14、23、24）以压紧方式夹持；所述连接单元由凹形拖板（18）、测试装置基座（15）、电机法兰盘（2）、读数头连接架（11）及二级蜗杆轴承（22）、一级蜗杆轴承（25）、圆光栅基座轴承（30）组成，圆光栅读数头（10）通过该读数头连接架（11）固定在测试装置基座（15）上，二级蜗杆轴承（22）、一级蜗杆轴承（25）分别通过二级蜗杆轴承座（21）、一级蜗杆轴承座（4）与测试装置基座（15）连接，圆光栅基座轴承（30）与圆光栅基座（8）连接。