用于监测材料微观力学行为的原位观测系统与观测方法

    公开(公告)号:CN104729914A

    公开(公告)日:2015-06-24

    申请号:CN201510102713.3

    申请日:2015-03-10

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种用于监测材料微观力学行为的原位观测系统与观测方法,属于精密科学显微观测仪器。原位观测平台由圆周运动组件、Z轴运动组件、X轴运动组件、回转组件、显微镜、支撑台组成。该方法的理论基础基于圆柱坐标系,由于圆柱坐标系是极坐标系在Z轴方向的延伸,所以圆柱坐标系中的任意一点可以通过ρ、φ、z三个变量表示,其中ρ表示极坐标系内该点距离原点的距离、φ表示极坐标系内该点与原点的连线相对极轴的旋转角度、z表示圆柱坐标系内该点在Z轴方向的高度。优点在于:精密驱动、实现了在材料测试过程中对试件观测点的跟随,且跟随效果好、集成性高,实用性强,尤其能够适应试件的旋转运动对观测点进行跟踪。

    一种基于光学显微的材料压痕力学性能测试装置及方法

    公开(公告)号:CN119437958A

    公开(公告)日:2025-02-14

    申请号:CN202411620336.8

    申请日:2024-11-13

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本申请公开了一种基于光学显微的材料压痕力学性能测试装置及方法,涉及材料微观力学性能测试技术领域,该基于光学显微的材料压痕力学性能测试装置包括光学显微镜、透明压头、试样台、力传感器、观测挡板、位移传感器、载荷加载组件和控制器,在利用透明压头对材料试样进行压痕测试过程中,通过光学显微镜、位移传感器和力传感器分别实时采集透明压头与材料接触状态下的压痕图像、压入深度和压入载荷,并基于此能够实时表征材料试样在压入过程中材料微区的力学性能,为材料微观力学性能测试技术领域提供了新的技术手段。

    一种极低温强磁场环境下的微纳米压痕测试装置及测试方法

    公开(公告)号:CN115728164B

    公开(公告)日:2025-02-11

    申请号:CN202211359824.9

    申请日:2022-11-02

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种极低温强磁场环境下的微纳米压痕测试装置与测试方法,装置安装在无液氦变温超导磁体系统的样品杆末端后插入到样品腔中,通过自主定制的无液氦变温超导磁体系统为样品腔提供一个稳定可调的极低温强磁场环境,压痕测试过程中,控制加载平台精密驱动,带动被测试样进行压入操作,通过激光探头分别测量压头与加载平台的位移,即可根据本发明提出的测试方法得到压痕过程中的P‑h曲线,从而实现在极低温(10K‑300K)‑强磁场(9T)环境下对被测试样开展硬度、弹性模量等基本力学参量的测试分析,本发明将为极端环境下材料使役性能测试与极低温和强磁场下新物性、新现象、新规律研究提供新颖的手段工具。

    超薄纳米薄膜材料力学特征获取方法及获取系统

    公开(公告)号:CN115165527B

    公开(公告)日:2025-01-21

    申请号:CN202210539374.5

    申请日:2022-05-17

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明提供一种超薄纳米薄膜材料力学特征获取方法及获取系统,首先对已知薄膜厚度的纳米薄膜材料进行不同压入深度的压痕试验,保证最大压入深度大于薄膜厚度,构建纳米薄膜压透工况,并提取相应的膜‑基系统折合模量;根据膜‑基系统折合模量与最大压入深度的关系,利用公式拟合计算出纳米薄膜和基底材料的弹性模量;本发明突破现有针对超薄纳米薄膜难以满足经典的10%临界压入深度准则的技术局限性,解决现有超薄纳米薄膜测试难度大、精度低且对纳米压痕测试仪器有较高要求等问题。

    一种原位微纳米压痕划痕测试装置

    公开(公告)号:CN119064177A

    公开(公告)日:2024-12-03

    申请号:CN202411177941.2

    申请日:2024-08-26

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开一种原位微纳米压痕划痕测试装置,属于机电一体化精密仪器技术领域,包括X/Y向位移单元和Z向位移单元,X/Y向位移单元的X/Y载物台上设置有旋转单元,旋转单元包括翻转支架、转动连接翻转支架的翻转板以及驱动翻转板转动的第一翻转电机,翻转板远离翻转支架的一侧还设置有压紧组件,压紧组件用于Z向压紧翻转板,翻转板用于安装载有试件的装载台,Z向位移单元的Z载物台上设置有精密压入单元,精密压入单元用于将压头压入试件。本发明利用压紧组件压紧翻转板,在需要观测时利用翻转板带动试件翻转,能够在保证翻转板压痕划痕位置精度的基础上,对翻转板进行不同角度翻转,实现对翻转板上试件不同角度的观测分析,降低测试误差。

    变温工况下可溯源的原位微纳米压痕测试仪器及方法

    公开(公告)号:CN111855457B

    公开(公告)日:2024-07-09

    申请号:CN202010674815.3

    申请日:2020-07-14

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种变温工况下可溯源的原位微纳米压痕测试仪器及方法,属于精密仪器及材料测试技术领域。宏微切换式机械加载模块、纳米机械加载模块和压入位置光学定位模块固定在龙门横梁上,光学显微原位观测/对针模块光学成像轴线与纳米机械加载模块的加载轴线共面,并与功能切换模块安装在大理石基座台面上,接触/氛围混合变温模块固定在功能切换模块上。采用模块化设计,以微纳米压痕测试仪器为核心,结合多级真空/氛围腔室、压入深度溯源标定模块和多组光学显微成像组件实现变温工况下压入深度标定校准、纳米机械加载微力传感器对针、压入位置精确定位和原位动态监测不同维度测试材料微区力学性能及损伤机制等研究。

    变温工况下可溯源的原位微纳米压痕测试仪器及方法

    公开(公告)号:CN111855457A

    公开(公告)日:2020-10-30

    申请号:CN202010674815.3

    申请日:2020-07-14

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种变温工况下可溯源的原位微纳米压痕测试仪器及方法,属于精密仪器及材料测试技术领域。宏微切换式机械加载模块、纳米机械加载模块和压入位置光学定位模块固定在龙门横梁上,光学显微原位观测/对针模块光学成像轴线与纳米机械加载模块的加载轴线共面,并与功能切换模块安装在大理石基座台面上,接触/氛围混合变温模块固定在功能切换模块上。采用模块化设计,以微纳米压痕测试仪器为核心,结合多级真空/氛围腔室、压入深度溯源标定模块和多组光学显微成像组件实现变温工况下压入深度标定校准、纳米机械加载微力传感器对针、压入位置精确定位和原位动态监测不同维度测试材料微区力学性能及损伤机制等研究。

    多载荷耦合加载的试件夹具及其多物理场耦合加载方法

    公开(公告)号:CN104897460B

    公开(公告)日:2018-06-01

    申请号:CN201510253407.X

    申请日:2015-05-19

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种多载荷耦合加载的试件夹具及其多物理场耦合加载方法,属于材料微观力学性能测试领域。通过在夹具上加工凹槽,试件置入凹槽后通过压板压紧,实现夹具向试件施加拉伸、弯曲、扭转等机械载荷。通过氮化硅加热片与试件接触进行传导加热,并通过热电偶实现温度反馈,实现对被测样品施加热场加载。通过向试件通入可控电流实现对试件样品的电场加载。通过两个磁感应线圈,实现对被测样品的磁场加载。结构简单紧凑、方法科学合理、性能稳定可靠,可实现对被测样品材料的大范围温度加载、精确的电流加载以及可控的磁场加载,能够为材料试验提供更接近服役条件下的复合载荷加载及热场、电场和磁场的模拟,具有重要的理论意义和应用价值。

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