CS261949B1 - Deformační zařízení pro tahová zkoušky materiálů ve vakuu - Google Patents

Abstract

Podstatou zařízení je základní těleso se dvěma suvnými písty, spojené s tělesem příčníku, přičemž mezi obě tělesa se upíná zkoumaný vzorek. Oba písty jsou na konci opatřeny pryžovou manžetou a dále pak 0 kroužky Upevněnými v drážkách přírub, ke kterým jsou upevněny vlnovce vakuotesně spojené s písty, které .isou spojeny s tělesem příčníku, jehož boky jsou spojeny s táhly. První táhlo je spojeno s páčkou mikrospínače a druhé táhlo s dálkovým tenzometrem, zatímco silový tenzometr je upevněn v podélném zábrusu dříku, který spojuje první čelist se základním tělesem.

Description

Vynález se týká statického deformačního zařízení pro tahové zkoušky materiálů ve vakuu, například ve vakuově komoře rastrovacího elektronového mikroskopu.

Při klasických statických deformačních zkouškách se zatěžuj í|zkoumané vzorky, přičemž se snímá zatěžující síla a prodloužení. Tyto hodnoty se vynášejí do diagramu, ze kterého se usuzuje ^na vlastnosti materiálů. Tyto zkoušky nám podá vají pouze informace o makroskopických zvláštnostech materiálů, ale pro řádné pochopení všech vlastností materiálů je nutné znát jeho chování také v mikroskopickém měřítku. Jako nejlepší prostředek pro toto zkoumání se jeví elektronový mikroskop. Pro řádnou funkcí elektronového mikroskopu je nutné vzorek umístit ve vakuu, což vylučuje možnost sledovat vzorek během zatěžování a umožňuje pouze pozorování a měření vzorků, na které nepůsobí zatěžovací síla.

V NDR bylo vyrobeno zařízení pro tahové zkoušky materiálů ve vakuu, ale svou koncepcí vyžaduje speciální a nákladné úpra vy mikroskopu. Dále toto zařízení je podstatně složitější, způ sob utěsnění vakua je sporný a zařízení neumožňuje řízení trhá cl zkoušky pomocí počítače.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje deformační zařízení pro tahové zkoušky materiálů ve vakuu, sestávající ze základní ho tělesa a tělesa příčníku, která jsou opatřena upínacími čelistmi pro zkoušený vzorek a navzájem spojena písty upevněnými v tělese příčníku a zapadající do válcových otvorů v základním tělese, do kterých ústí kanálky pro přívod tlakové kapaliny, jehož podstatou je, že oba písty jsou na konci opatřeny pružnou manžetou a dále pak 0 kroužky z pružného materiálu, upevI

-2-. 281 949 něnými v drážkách přírub, ke kterým jsou upevněny vlnovce vakuotěsně spojené s písty, které jsou spojeny 8 tělesem příčníku, jehož boční stěny jsou spojeny s táhly, kde první táhlo je spojeno s páčkou mikrosřpínače a druhé táhlo přes plochou pružinu s délkovým tenzometrem upevněným spolu s mikrospínačem na základním tělese, zatím co silový tenzometr je upevněn v podélném zábrusu dříku, který spojuje první čelist se Základním tělesem přes polokulovou podložku pomocí matice.

Hlavní předností zařízení je, že umožňuje pomocí počítače řízené pozorování a měření mikrostruktury vzorku při současném snímání makroskopických údajů jako jsou napínací síla a prodloužení. Zařízení i při značných zatěžovacích silách až 5000 N nepřénáší žádné parazitní síly na jakoukoliv součást mikroskopu a tím neovlivňuje výsledky měření. Současně zařízení neovlivňuje žádným jiným způsobem řádný chod mikroskopu, například neovlivňuje vakuum, nevytváří nežádoucí elektromagnetická pole. Instalace zařízení nevyžaduje žádné složitější zásahy do konstrukce elektronového mikroskopu. Zařízení rovněž umožňuje pomocí tenzometrů měřit relativně velmi přesně sílu působící pouze na zkoumaný vzorek a jeho prodloužení.

Vynález blíže objasní přiložený výkres, kde na obr. 1 je zařízení nakresleno v nárysu a na obr. 2 v půdorysu.

Nosnou součást statického deformačního zařízení tvoří základní těleso χ, které se upevňuje na gonio mikroskopu, umístěné ve vakuové komoře elektronového rastrovacího mikroskopu. Ve válcových otvorech základního tělesa χ jsou dva posuvné písty χ upevněné, v tělese 2 příčníku. V základním tělese χ je umístěna první čelist 4 a v tělese 2_ příčníku je upevněna druhá čelist χ. Obě čelisti £ a J5 umožňují upnutí zkoumaného vzorku _6 pomocí upínacích kolíků 23. Druhá čelist 5 je k tělesu 2, příčníku připevněna šrouby 19. První čelist 4 je k základnímu tělesu χ upevněna přes dřík χ polokulovou podložkou χ pomocí matice 9_. Dřík_7 má podélný zábrus, na kterém je upevněn silový tenzometr 20 snímající sílu působící na zkoumaný vzorek 6.· Délkový tenzometr 21. snímající prodloužení, je upevněn na ploché pružině 10 spojené se základním tělesem χa přes druhé táhlo 25 8 tělesem χ příčníku. Těleso 2_ příčníku se do výchozí polohy, určené nastavitelným

261 949 dorazem 22, vrací pomocí dvou vratných pružin 18. Tlaková kapalina/ vyvozuj ící zatěžující sílu/se přivádí tlakovou kovovou trubičkou 11 do základního tělesa 1^ kde se kanálkem 12 rozvádí do válcových otvorů s písty 3. Písty 3/jsou utěsněny ve válcových otvorech pryžovou manžetou 13 a dále vakuotěsně vitonovým O kroužkem 14 zapadajícím do drážky v přírubě 15 spojené vlnovcem 16 s pístem a tělesem £ příčníku. První táhlo 17 je spojeno s mikrospínačem 24.

Zkoumaný vzorek 6. se upne pomocí první a druhé čelisti _4 a 5j ve kterých jscu upípací kolíky 23 a upínací šrouby 19 do statického deformačního zařízení upevněného na goniu v komoře elekrtronového rastrovacího mikroskopu. Poté se komora uzavře a vytvoří se požadované vakuum* Otáčením gonia se na zkoumaném vzorku X-vyhledá místo, které má být pozorováno a měřeno. Poté se začne trubičkou 11 napouštět tlakový kapalina vyvozující potřebnou zatěžovací sílu ve válcových otvorech základního tělesa _1_. Tlaková kapalina , proudící kovovou trubičkou 11 a kanálkem 12 do válcových otvorů, vyvolává tlak na písty Písty χ. se působením tlakové kapaliny vytlačují z válcových otvorů v základním tělese J;_ a působí tažnou silou přes těleso příčníku na zkoumaný vzorek 6. Tato síla/působící na vzorek_6/se přenáší přes první čelist 4 na dřík .7, na kterém je snímána silovým tenzometrem 20. Pohyb tělesa 2_ příčníku vůči základnímu tělesu X je měřen délkovým tenzometrem 21 upevněným na ploché pružině 10, která je spojena se základním tělesem 1 a přes táhlo 25 s tělesem_2 příčníku. Po ukončení měření,se zruší ve válcích nastavený tlak a písty 3 se s tělesem _2. příčníku vrací do výchozí polohy určené stavitelným dorazem 22 a tlakem vratných pružin 18„ Celé zařízení je jištěno proti havárii vytlačení pístů ,3. z válcových otvorů základního tělesa JL. a proniknutí tlakové kapaliny do mikroskopu jednak osazením pístů 3 a jednak koncovým mikrospínačem 24 spojeným přes druhé táhlo 17 s tělesem .2. příčníku.

Statické deformační zařízení je použitelné zejména v metalografickém výzkumu materiálů.

Claims (1)

1. Deformační zařízení pro tahové zkoušky materiálů ve vakuu, například ve vakuové komoře elektronového rastrovacího mikroskopu, obsahující základní těleso a těleso příčníku, která jsou opatřena upínacími čelistmi pro zkoumaný vzorek a navzájem suvně spojena písty upevněnými v tělese příčníku a zapadajícími do válcových otvorů v základním tělese, do kterých ústí kanálek pro přívod tlakové kapaliny,vyznačené tím, že oba písty (3) jsou na konci opatřeny pružnou manžetou (13) a dále pak 0 kroužky (14) z pružného materiálu, upevněnými v drážkách přírub (15), ke kterým jsou upevněny vlnovce (16), vakuotěsně spojené s písty (3), které jsou spojeny s tělesem (2) příčníku, jehož boční stěny jsou opatřeny táhly (17, 25), kde první táhlo (17) je spojeno s páčkou mikrospínače. (24) a druhé táhlo (25) přes plochou pružinu (10) s délkovým tenzometrem (21), upevněným spolu s mikrospínačem (24) na základním tělese (1), zatím co silový tenzometr (20) je upevněn v podélném zábrusu dříku (7), který spojuje první čelist (4) se základním tělesem (1) přes polokulovou podložku (8) pomocí matice (9).