CN210294900U - 一种用于纳米压痕仪的连续变温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于纳米压痕仪的连续变温装置，包括：壳体，其由隔温板组成；以及加热板，其设置在所述壳体底部中心；一对夹紧块，其设置在所述加热板轴向两侧，用于夹紧载物台；一对滑轨，其设置在所述夹紧块之间，且位于所述夹紧块轴向两侧，所述夹紧块能够沿所述滑轨轴向相向或者背向运动；一对制冷板，其对称垂直设置在所述加热板径向两侧；载物台，其设置在所述加热板中心；盖板，其盖合在所述壳体顶面上，且中心设置有与所述载物台对应的通孔；驱动装置，其设置在所述壳体上，且与所述夹紧块连接，用于驱动所述夹紧块沿所述滑轨轴向相向或者背向运动。

Description

一种用于纳米压痕仪的连续变温装置

技术领域

本实用新型涉及材料力学性能测试仪器领域，更具体的是，本实用新型涉及一种用于纳米压痕仪的连续变温装置。

背景技术

材料技术是文明和社会发展的重要物质保障，体现在国防、军工、制造业、航天航空、船舶、生物、医疗等方方面面。尤其是20世纪以来我国工业水平突飞猛进，对新材料、新工艺的需求更大，对材料的研究领域细化程度更高，各方学者和研究人员也越来越多的将注意力放在不同物理场中材料所表现的力学性能变化上。其中，高低温环境下的材料压痕实验可以较为直观地反应薄膜型材料在微观尺度上的接触刚度、蠕变、弹性功、塑性功、应力-应变曲线、疲劳等特性随温度的变化而改变的现象。

传统的纳米压痕实验设备为了模拟材料实验的高低温环境，普遍采用两个独立的高温与低温加载单元，通过更换加载模块，实现低温压痕实验与高温压痕实验交替进行。这种试验方式虽然能够模拟出材料所需要的高低温环境，但是在整个实验过程中，实验试样需要进行二次装夹，需要更换高低温加载模块，进而导致了同一实验试样在实验过程中无法处在一个连续的、稳定的变温场内，不仅操作繁琐，而且不利于保证实验过程的连续性和实验结果的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计开发了一种用于纳米压痕仪的连续变温装置，既能对装置进行加热也能够对装置进行降温，为纳米压痕试验提供一个可变的、稳定的、连续的温度环境，保证整个过程中温度变化的连续性和可靠性。

本实用新型提供的技术方案为：

一种用于纳米压痕仪的连续变温装置，包括：

壳体，其由隔温板组成；以及

加热板，其设置在所述壳体底部中心；

一对夹紧块，其设置在所述加热板轴向两侧，用于夹紧载物台；

一对滑轨，其设置在所述夹紧块之间，且位于所述夹紧块轴向两侧，所述夹紧块能够沿所述滑轨轴向相向或者背向运动；

一对制冷板，其对称垂直设置在所述加热板径向两侧；

载物台，其设置在所述加热板中心；

盖板，其盖合在所述壳体顶面上，且中心设置有与所述载物台对应的通孔；

驱动装置，其设置在所述壳体上，且与所述夹紧块连接，用于驱动所述夹紧块沿所述滑轨轴向相向或者背向运动。

优选的是，所述壳体还包括：

支撑座，其设置在所述壳体底部中心；

第一凹槽和第二凹槽，其相对设置在所述支撑座顶面和底面上；

其中，所述夹紧块设置在所述第一凹槽内的轴向两侧，所述载物台设置在所述第一凹槽中心，所述加热板设置在所述第二凹槽内。

优选的是，所述制冷板包括：

相互贴合设置在第一制冷板块和第二制冷板块；

第一蛇形凹槽，其分别设置在所述第一制冷板块和第二制冷板块的贴合侧一面，并且对应位置形成第一蛇形通槽；

冷凝管，其设置在所述第一蛇形通槽内。

优选的是，所述加热板包括：

相互贴合设置在第一耐热板和第二耐热板；

第二蛇形凹槽，其分别设置在所述第一耐热板和第二耐热板的贴合侧一面，并且对应位置形成第二蛇形通槽；

加热电阻，其设置在所述第二蛇形通槽内。

优选的是，所述驱动装置包括：

一对紧固杆，其对称设置在所述壳体轴向两侧，并与所述壳体侧壁螺纹连接，其一端伸出所述壳体外部，另一端穿过所述支撑座，并与对应所述夹紧块可旋转连接，用于驱动所述夹紧块沿所述滑轨轴向相向或者背向运动。

优选的是，还包括：

制冷压缩机，其分别连接所述冷凝管的出口和入口，用于制备循环冷却液；

电源，其分别连接所述加热电阻两端，用于对所述加热电阻进行加热；

多个温度传感器，其分别设置在所述冷凝管、加热电阻和载物台上，用于检测冷凝管、加热电阻和载物台处的温度.

本实用新型所述的有益效果：

(1)本实用新型设计开发的用于纳米压痕仪的连续变温装置，搭载加热装置与制冷装置，能够给纳米压痕实验提供一个可变的、稳定的、连续的温度环境，实验中需要高低温变换时不需要改变温度加载模块，同时避免了实验试样的二次装夹，提高了实验精度的同时，大大便利了实验操作；整体由隔热板包围，很大程度上阻止了内外环境的热量交换，制冷或加热效率更高，实验环境温度更便于控制；温度传感装置由一对高低温温度传感器组成，避免了在温度过高或过低的情况下精度丢失的情况，保证了实验数据的可靠性，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本实用新型所述用于纳米压痕仪的连续变温装置的结构示意图。

图2为本实用新型所述用于纳米压痕仪的连续变温装置的爆炸结构示意图。

图3为本实用新型所述支撑座的结构示意图。

图4为本实用新型所述制冷板的结构示意图。

图5为本实用新型所述加热板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-5所示，本实用新型提供一种用于纳米压痕仪的连续变温装置，包括：壳体100，其由隔温板组成101，即通过隔温板101围成一个长方体结构，隔温板101之间通过螺栓连接；在壳体100底部中心设置有支撑座110，其顶面和底面的相对位置设置有第一凹槽111和第二凹槽112。在第二凹槽112内设置有加热板120，便于对壳体内部进行加热。在第一凹槽内111的轴向两侧设置有夹紧块130，用于夹紧载物台150。在夹紧块130之间设置有一对滑轨140，且滑轨140对称设置在夹紧块130的轴向两侧，夹紧块130能够沿滑轨140轴向相向或者背向运动，夹紧或者松开载物台150。在第一凹槽111的中心位置处设置有载物台150，用于承载待检测材料。在支撑座120的径向两侧对称垂直设置有制冷板160，用于对壳体100内部进行降温。在壳体100顶面上盖合有盖板170，其中心设置有与载物台150对应的通孔171，用于纳米压痕仪穿过并作用在载物台150上。驱动装置180，其设置在壳体100上，且与夹紧块130连接，用于驱动夹紧块130沿滑轨140轴向相向或者背向运动。

本实施例中，所述的制冷板160包括：相互贴合设置在第一制冷板块161和第二制冷板块162；在第一制冷板块161和第二制冷板块162的贴合侧一面分别设置有第一蛇形凹槽163，并且对应位置形成第一蛇形通槽，用于容纳冷凝管164，冷凝管164的出入口与制冷压缩机连接，用于制备循环冷却液，以便对壳体100内部进行冷却。

本实施例中，所述的加热板120包括：相互贴合设置在第一耐热板121和第二耐热板122；在所述第一耐热板121和第二耐热板122的贴合侧一面分别设置有第二蛇形凹槽123，并且对应位置形成第二蛇形通槽，用于容纳加热电阻124；加热电阻的两端连接有电源，用于对壳体100内部进行加热。

本实施例中，所述的驱动装置180包括一对紧固杆181，其对称设置在壳体100轴向两侧，并与壳体100侧壁螺纹连接，其一端伸出壳体100外部，另一端穿过支撑座110，并与对应夹紧块130可旋转连接(通过轴承可旋转连接)，用于驱动夹紧块130沿滑轨140轴向相向或者背向运动。具体的，旋进紧固杆181时，能够带动夹紧块130沿滑轨140轴向相向运动，对载物台150进行加紧。旋出紧固杆181时，能够带动夹紧块130沿滑轨140轴向背向运动，对载物台150进行松开。

在冷凝管164、加热电阻124和载物台150上分别设置有温度传感器，用于检测冷凝管164、加热电阻124和载物台150处的温度；还包括控制器，其与温度传感器、制冷压缩机和电源连接，用于接收温度传感器的检测数据，并控制制冷压缩机和电源工作。

工作原理：

通过紧固杆使得夹紧块夹紧载物台，将试样置于载物台上，根据试验温度控制冷压缩机或电源，达到预定温度后，纳米压痕仪压头穿过盖板的通孔进而与载物台上的试样接触，纳米压痕仪所配备的显微镜也可以以同样的方式对试样进行观察。

本实用新型设计开发的用于纳米压痕仪的连续变温装置，搭载加热装置与制冷装置，能够给纳米压痕实验提供一个可变的、稳定的、连续的温度环境，实验中需要高低温变换时不需要改变温度加载模块，同时避免了实验试样的二次装夹，提高了实验精度的同时，大大便利了实验操作；整体由隔热板包围，很大程度上阻止了内外环境的热量交换，制冷或加热效率更高，实验环境温度更便于控制；温度传感装置由一对高低温温度传感器组成，避免了在温度过高或过低的情况下精度丢失的情况，保证了实验数据的可靠性，具有广阔的市场前景。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种用于纳米压痕仪的连续变温装置，其特征在于，包括：

壳体，其由隔温板组成；以及

加热板，其设置在所述壳体底部中心；

一对夹紧块，其设置在所述加热板轴向两侧，用于夹紧载物台；

一对滑轨，其设置在所述夹紧块之间，且位于所述夹紧块轴向两侧，所述夹紧块能够沿所述滑轨轴向相向或者背向运动；

一对制冷板，其对称垂直设置在所述加热板径向两侧；

载物台，其设置在所述加热板中心；

盖板，其盖合在所述壳体顶面上，且中心设置有与所述载物台对应的通孔；

驱动装置，其设置在所述壳体上，且与所述夹紧块连接，用于驱动所述夹紧块沿所述滑轨轴向相向或者背向运动。

2.如权利要求1所述的用于纳米压痕仪的连续变温装置，其特征在于，所述壳体还包括：

支撑座，其设置在所述壳体底部中心；

第一凹槽和第二凹槽，其相对设置在所述支撑座顶面和底面上；

其中，所述夹紧块设置在所述第一凹槽内的轴向两侧，所述载物台设置在所述第一凹槽中心，所述加热板设置在所述第二凹槽内。

3.如权利要求2所述的用于纳米压痕仪的连续变温装置，其特征在于，所述制冷板包括：

相互贴合设置在第一制冷板块和第二制冷板块；

第一蛇形凹槽，其分别设置在所述第一制冷板块和第二制冷板块的贴合侧一面，并且对应位置形成第一蛇形通槽；

冷凝管，其设置在所述第一蛇形通槽内。

4.如权利要求3所述的用于纳米压痕仪的连续变温装置，其特征在于，所述加热板包括：

相互贴合设置在第一耐热板和第二耐热板；

第二蛇形凹槽，其分别设置在所述第一耐热板和第二耐热板的贴合侧一面，并且对应位置形成第二蛇形通槽；

加热电阻，其设置在所述第二蛇形通槽内。

5.如权利要求2、3或4所述的用于纳米压痕仪的连续变温装置，其特征在于，所述驱动装置包括：

一对紧固杆，其对称设置在所述壳体轴向两侧，并与所述壳体侧壁螺纹连接，其一端伸出所述壳体外部，另一端穿过所述支撑座，并与对应所述夹紧块可旋转连接，用于驱动所述夹紧块沿所述滑轨轴向相向或者背向运动。

6.如权利要求4所述的用于纳米压痕仪的连续变温装置，其特征在于，还包括：

制冷压缩机，其分别连接所述冷凝管的出口和入口，用于制备循环冷却液；

电源，其分别连接所述加热电阻两端，用于对所述加热电阻进行加热；

多个温度传感器，其分别设置在所述冷凝管、加热电阻和载物台上，用于检测冷凝管、加热电阻和载物台处的温度。

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