CN110470532A - 一种纤维束扫描电镜原位拉伸分析样品制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明型属于原位拉伸分析样品制备装置技术领域，涉及一种纤维束扫描电镜原位拉伸分析样品制备装置，夹具(2)由四块带有固定槽(5)和螺栓孔的夹板组成，夹板两侧设有圆弧，支座(4)中部开有隔离槽(10)、两侧设有限位槽(11)和螺栓通孔，用螺栓(3)将夹板固定在支座(4)上，且需要保持支座(4)两侧的夹板上的固定槽(5)在一条直线上；所述纤维束(1)试样长度为20‑30mm,用强力胶粘接纤维束(1)与夹具(2)上固定槽(5)接触部分，待强力胶完全固化后用螺栓(3)连接夹具(2)上下部分，以确保拉伸试验过程中无剪切载荷作用。本发明实现了扫描电镜原位分析小尺寸难加工试样的灵活性，试验稳定可靠，制备的样品可直接置入扫描电镜原位拉伸试验装置上进行原位拉伸试验。
Description
技术领域
本发明型属于原位拉伸分析样品制备技术领域，涉及一种针对于扫描电镜原位分析试验用纤维束拉伸样品制备装置，更主要是涉及小尺寸难加工扫描电镜原位拉伸分析样品制备。
背景技术
原位分析方法可以在微/纳米尺度下借助扫描电子显微镜仪器实时、连续、动态地观测样品的破坏过程以及形貌特征。夹具和试样是决定原位分析破坏过程成功的关键因素。但纤维束等材料很难加工成像金属材料一样的扫描电镜原位分析所要求的标准样品。并且，目前扫描电镜原位拉伸加载装置金属卡槽是针对于金属等材料设计的，无法满足纤维束等材料的原位分析测试需求，这给此类材料的研究带来局限。因此，有必要发明一种原位拉伸分析样品制备装置来解决上述问题。
发明内容
本发明型的目的是：提出一种能够满足纤维束及其他小尺寸难加工扫描电镜原位拉伸分析样品的制备装置，能有效的解决背景技术中所提到的问题。
本发明型的技术方案是：原位拉伸分析样品制备装置包括纤维束1、夹具2、螺栓3、支座4和强力胶，夹具2由四块带有固定槽5和螺栓孔的夹板组成，夹板分别为左上夹板6、右上夹板7、左下夹板8和右下夹板9，支座4中部开有隔离槽10，支座4左右两侧分别设有用于安放夹板的限位槽11和螺栓通孔，先通过两个螺栓3分别将左下夹板8和右下夹板9安装于支座4左右两侧的限位槽11内，在左下夹板8和右下夹板9的固定槽5内涂强力胶，将纤维束1放置在左下夹板8和右下夹板9的固定槽5内，并使纤维束1位于隔离槽10的正上方位置，在左上夹板6、右上夹板7的固定槽5内涂强力胶，通过左侧螺栓3将左上夹板6置于左下夹板8之上、通过右侧螺栓3将右上夹板7置于右下夹板9之上，再用螺母将左、右两侧螺栓3拧紧。
所述固定槽5开在夹板的中轴线上，左上夹板6、右上夹板7、左下夹板8和右下夹板9安装于支座4后，固定槽5的宽度大于纤维束1直径0.04-0.06mm。
所述夹板上的固定槽5与螺栓孔不连通。
所述四块夹板的规格完全相同。
所述夹板两侧分别设有相同尺寸的圆弧；圆弧半径为14mm，公差不大于0.2mm，便于放入扫描电镜原位拉伸试验装置的金属卡槽。
所述在进行纤维束1原位拉伸试验时，通过四块夹板的圆弧施加拉伸载荷。
夹板的宽度为15mm，限位槽11的宽度大于夹板的宽度0.04-0.06mm。
所述固定在支座4上的左右夹板中轴线上的固定槽5保持在同一条直线上，距离为39mm，公差不大于0.5mm。
所述支座4两侧的螺栓通孔位于支座4的中轴线上。
所述制备装置的试验方法为用螺栓3先将左下夹板8和右下夹板9固定在支座4上，未拧螺母，再在夹板固定槽5涂强力胶，将纤维束1放入夹板上的固定槽5中，使纤维束1与固定槽5接触部分粘接，在左上夹板6和右上夹板7的固定槽5表面涂强力胶，并立即将左上夹板6和右上夹板7与相应下夹板贴合，拧紧螺母，待固化完全后，拧开螺母，取下螺栓3，从支座4一侧推取出制备的扫描电镜原位拉伸分析样品，再用螺栓3连接上下夹板，之后将其放入扫描电镜原位拉伸试验装置上进行原位拉伸试验。
本发明型的优点是：本发明型纤维束扫描电镜原位拉伸分析样品制备装置结构简单、易于加工制作、操作灵活、使用可靠；并且能有效解决目前小尺寸难加工样品扫描电镜原位拉伸分析的瓶颈问题。特别适用于某些小尺寸难加工试样的原位分析，使用本制备装置制备的样品可直接置入扫描电镜原位拉伸试验装置，进行原位观测试验，从而获得实时、连续、动态、可靠的扫描电镜原位观测信息；本发明型制备装置突破了扫描电镜原位拉伸试验对试样大小和形状要求严格的局限性，特别是在纤维束甚至小尺寸难加工材料原位分析领域，具有十分重要的应用价值。
附图说明
图1是夹板俯视图；
图2是纤维束粘在夹具上的俯视图；
图3是图2的正视图；
图4是支座的俯视图；
图5是图4的正视图；
图6是将夹具和纤维束固定在支座上的俯视图。
具体实施方式
本专利涉及一种纤维束扫描电镜原位拉伸分析样品制备装置，包括纤维束1、夹具2、螺栓3、支座4和强力胶，夹具2由四块带有固定槽5和螺栓孔的夹板组成，这四块夹板分别为左上夹板6、右上夹板7、左下夹板8和右下夹板9，支座4中部开有隔离槽10，支座4左右两侧分别设有用于安放夹板的限位槽11和螺栓通孔，先通过两个螺栓3分别将左下夹板8和右下夹板9安装于支座4左右两侧的限位槽11内，分别在左下夹板8和右下夹板9的固定槽5内涂强力胶，再将纤维束1放置在左下夹板8和右下夹板9的固定槽5内，并使纤维束1位于隔离槽10的正上方位置，在左上夹板6、右上夹板7的固定槽5内涂强力胶，通过左侧螺栓3将左上夹板6置于左下夹板之上、通过右侧螺栓3将右上夹板7置于右下夹板9之上，再用螺母将左、右两侧螺栓3拧紧。
优选地，固定槽5开在夹板的中轴线上，左上夹板6、右上夹板7、左下夹板8和右下夹板9安装于支座4后，固定槽5的宽度大于纤维束1直径0.04-0.06mm。固定槽5与螺栓孔不连通。上述四块夹板的规格完全相同。夹板两侧分别设有相同规格的圆弧，圆弧半径为14mm，公差不大于0.2mm，便于放入扫描电镜原位拉伸试验装置的金属卡槽。夹板的宽度为15mm，限位槽11的宽度大于夹板的宽度0.04-0.06mm。
在进行纤维束1原位拉伸试验时，通过四块夹板的圆弧施加拉伸载荷。支座4的中轴线与4块夹板及夹板上固定槽5的中轴线保持在同一条直线上。支座4两侧的螺栓通孔位于支座4的中轴线上，距离为39mm，公差不大于0.5mm。
用螺栓3先将左下夹板8和右下夹板9固定在支座4上，未拧螺母，再在夹板固定槽5涂强力胶，将纤维束1置入夹板上的固定槽5中，使纤维束1与固定槽5接触部分粘接，再在左上夹板6和右上夹板7的固定槽5表面涂强力胶，并立即将左上夹板6和右上夹板7与相应下夹板贴合，拧紧螺母，待固化完全后，拧开螺母，取下螺栓3，从支座4一侧推取出制备的扫描电镜原位拉伸分析样品，再用螺栓3连接上下夹板，之后将其放入扫描电镜原位拉伸试验装置上进行原位拉伸试验。
下面结合附图对本发明技术方案作详细说明。
原位拉伸分析样品制备装置包括纤维束1、夹具2、螺栓3、支座4和强力胶，夹具2由四块带有固定槽5和螺栓孔的夹板组成，夹板的宽度为15mm，夹板两侧分别设有规格相同的圆弧，圆弧半径为14mm，沿着夹板的中轴线开有固定槽5，固定槽5的宽度大于纤维束1直径0.04-0.06mm，固定槽5不能与螺栓孔连通，支座4中部开有隔离槽10，隔离槽10长度大于纤维束1试验区尺寸5-10mm，支座4左右两侧分别设有用于安放夹板的限位槽11和螺栓通孔，限位槽11的宽度大于夹板的宽度0.04-0.06mm，支座4两侧螺栓通孔尺寸与夹板的螺栓孔直径一致，支座4两侧螺栓通孔距离为39mm，先通过两螺栓3分别将左下夹板8和右下夹板9安装于支座4左右两侧的限位槽11内，在左下夹板8和右下夹板9的固定槽5内涂强力胶，再将纤维束1放置在左下夹板8和右下夹板9的固定槽5内，并使纤维束1位于隔离槽10的正上方位置，在左上夹板6和右上夹板7的固定槽5内涂强力胶，通过左侧螺栓3将左上夹板6置于左下夹板8之上、通过右侧螺栓3将右上夹板7置于右下夹板9之上，再用螺母将左、右两侧螺栓3拧紧。待强力胶完全固化后，所得原位拉伸样品全长为51mm。
实施例1
试验试样为SiCf/SiC纤维束复合材料，形状为棒状，长度为15mm，直径为0.8mm，夹具由四块带有固定槽和螺栓孔的夹板组成，夹板分别为左上夹板、右上夹板、左下夹板和右下夹板，用螺栓先将左下夹板和右下夹板固定在支座左右两侧的限位槽内，未拧螺母，保持支座上左下夹板和右下夹板上的固定槽在一条轴线上，在夹板固定槽上涂强力胶，将试样放入固定槽中，并使纤维束位于隔离槽的正上方位置，在左上夹板的固定槽内涂强力胶，通过左侧螺栓将左上夹板置于左下夹板之上，用螺母将左侧螺栓拧紧；在右上夹板的固定槽内涂强力胶，通过右侧螺栓将右上夹板置于右下夹板之上，用螺母将右侧螺栓拧紧；待强力胶完全固化后，拧开左、右两侧螺母，取下两侧螺栓，从支座一侧推取出制备的扫描电镜原位拉伸分析样品，再用螺栓将左上夹板和左下夹板、右上夹板和右下夹板拧紧，即可将其置入扫描电镜原位拉伸试验装置进行原位拉伸试验，试验过程中通过夹板上的圆弧加载。
Claims (10)
1.一种纤维束扫描电镜原位拉伸分析样品制备装置，其特征在于,包括纤维束(1)、夹具(2)、螺栓(3)、支座(4)和强力胶，夹具(2)由四块带有固定槽(5)和螺栓孔的夹板组成，这四块夹板分别为左上夹板(6)、右上夹板(7)、左下夹板(8)和右下夹板(9)，支座(4)中部开有隔离槽(10)，支座(4)左右两侧分别设有用于安放夹板的限位槽(11)和螺栓通孔，先通过两个螺栓(3)分别将左下夹板(8)和右下夹板(9)安装于支座(4)左右两侧的限位槽(11)内，分别在左下夹板(8)和右下夹板(9)的固定槽(5)内涂强力胶，再将纤维束(1)放置在左下夹板(8)和右下夹板(9)的固定槽(5)内，并使纤维束(1)位于隔离槽(10)的正上方位置，在左上夹板(6)、右上夹板(7)的固定槽(5)内涂强力胶，通过左侧螺栓(3)将左上夹板(6)置于左下夹板之上、通过右侧螺栓(3)将右上夹板(7)置于右下夹板(9)之上，再用螺母将左、右两侧螺栓(3)拧紧。
2.如权利要求1所述的纤维束扫描电镜原位拉伸分析样品制备装置，其特征在于,固定槽(5)开在夹板的中轴线上，左上夹板(6)、右上夹板(7)、左下夹板(8)和右下夹板(9)安装于支座(4)后，固定槽(5)的宽度大于纤维束(1)直径0.04-0.06mm。
3.如权利要求1所述的纤维束扫描电镜原位拉伸分析样品制备装置，其特征在于,固定槽(5)与螺栓孔不连通。
4.如权利要求1所述的纤维束扫描电镜原位拉伸分析样品制备装置，其特征在于,四块夹板的规格完全相同。
5.如权利要求4所述的纤维束扫描电镜原位拉伸分析样品制备装置，其特征在于,夹板两侧分别设有相同规格的圆弧，圆弧半径为14mm，公差不大于0.2mm，便于放入扫描电镜原位拉伸试验装置的金属卡槽。
6.如权利要求5所述的纤维束扫描电镜原位拉伸分析样品制备装置，其特征在于,在进行纤维束(1)原位拉伸试验时，通过四块夹板的圆弧施加拉伸载荷。
7.如权利要求4所述的纤维束扫描电镜原位拉伸分析样品制备装置，其特征在于,夹板的宽度为15mm，限位槽(11)的宽度大于夹板的宽度0.04-0.06mm。
8.如权利要求4所述的纤维束扫描电镜原位拉伸分析样品制备装置，其特征在于,支座(4)的中轴线与4块夹板及夹板上固定槽(5)的中轴线保持在同一条直线上。
9.如权利要求1所述的纤维束扫描电镜原位拉伸分析样品制备装置，其特征在于,支座(4)两侧的螺栓通孔位于支座(4)的中轴线上，距离为39mm，公差不大于0.5mm。
10.如权利要求5所述纤维束扫描电镜原位拉伸分析样品制备装置的试验方法：其特征在于，用螺栓(3)先将左下夹板(8)和右下夹板(9)固定在支座(4)上，未拧螺母，再在夹板固定槽(5)涂强力胶，将纤维束(1)置入夹板上的固定槽(5)中，使纤维束(1)与固定槽(5)接触部分粘接，再在左上夹板(6)和右上夹板(7)的固定槽(5)表面涂强力胶，并立即将左上夹板(6)和右上夹板(7)与相应下夹板贴合，拧紧螺母，待固化完全后，拧开螺母，取下螺栓(3)，从支座(4)一侧推取出制备的扫描电镜原位拉伸分析样品，再用螺栓(3)连接上下夹板，之后将其放入扫描电镜原位拉伸试验装置上进行原位拉伸试验。
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