專利名稱：力-熱復(fù)合式原位加載系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米薄膜材料性能測試設(shè)備，特別涉及一種適用于沉積在基底上的納米薄膜力-熱復(fù)合式原位加載系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料的研究對國民經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)、人民生活等有著重大意義，在國內(nèi)外受到普遍重視。隨著近年來納米科學技術(shù)的興起，納米功能復(fù)合材料、沉積有納米級尺度涂層的薄膜材料等迅速成為人們的關(guān)注焦點。而微電子機械系統(tǒng)正是納米薄膜材料應(yīng)用的關(guān)鍵領(lǐng)域之一。微電子機械系統(tǒng)MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)是在融合多種微細加工技術(shù)，并應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)的最新成果的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高科技前沿學科，是一種全新的必須同時考慮多種物理場混合作用的研發(fā)領(lǐng)域。MEMS技術(shù)的發(fā)展開辟了一個全新的技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，米用MEMS技術(shù)制作的微傳感器、微執(zhí)行器、微型構(gòu)件、微機械光學器件、真空微電子器件、電力電子器件等在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學、環(huán)境監(jiān)控、軍事以及幾乎人們所接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。MEMS技術(shù)正發(fā)展成為一個巨大的產(chǎn)業(yè)，就像近20年來微電子產(chǎn)業(yè)和計算機產(chǎn)業(yè)給人類帶來的巨大變化一樣，MEMS也正在孕育一場深刻的技術(shù)變革并對人類社會產(chǎn)生新一輪的影響。其主要包括微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器和相應(yīng)的處理電路等幾部分。隨著對MEMS研究的深入，除了材料電學性能、電化學特性、加工工藝參數(shù)外，在產(chǎn)品的設(shè)計、加工、測試、實際使用中所遇到的大量力學問題與熱學問題正對MEMS的飛速發(fā)展帶來巨大挑戰(zhàn)。同時，納米尺度下的熱力學特性研究有助于微系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計與功能實現(xiàn)，也為將來定制MEMS結(jié)構(gòu)標準提供了依據(jù)。在MEMS中，納米薄膜扮演著舉足輕重的角色，是最為關(guān)鍵的核心部件之一。所謂的納米薄膜是指尺寸在nm量級的顆粒(晶粒)構(gòu)成的薄膜或者層厚在nm量級的單層或多層薄膜，通常也稱作納米顆粒薄膜和納米多層薄膜。納米薄膜根據(jù)它的構(gòu)成和致密程度又可分為顆粒膜和致密膜。在系統(tǒng)中，往往通過電化學沉積法、磁控濺射法、化學氣相沉積法等技術(shù)手段將納米薄膜沉積在各種硬性或柔性基底上，簡稱為薄膜-基底結(jié)構(gòu)。其在MEMS中有著十分重要的地位。例如:在數(shù)據(jù)存儲器和處理系統(tǒng)的集成電路中就有大量的導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣薄膜，在磁盤存儲系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用的是磁性薄膜等等。薄膜中均會有或壓或拉的殘余應(yīng)力，在第1、I1、III類殘余應(yīng)力中，有的高達幾個GPa，因此薄膜/基底結(jié)構(gòu)通常是工作在殘余應(yīng)力和熱應(yīng)力以及外加應(yīng)力的聯(lián)合作用下。這類薄膜的第一類破壞形式是斷裂；第二類則是屈曲、散裂。薄膜在納米尺度上的變形和損傷直接影響到器件的性能和壽命，因此，將薄膜/基底作為一個基本結(jié)構(gòu)，對其中薄膜的力學、熱學行為進行研究，具有十足的必要性和緊迫性。由于沉積在基底上的納米薄膜往往工作在力-熱復(fù)合環(huán)境下，并且受表面效應(yīng)、組織結(jié)構(gòu)、加工工藝等影響，薄膜的性能與宏觀時相比有顯著的不同，許多傳統(tǒng)的測試方法與設(shè)備已經(jīng)不再適用。因此，研發(fā)出適用于沉積在基底上的納米薄膜材料的熱力復(fù)合實驗裝置具有重大意義。
然而，國內(nèi)外學者往往只研究了薄膜的力學性能或者熱學性能，少有對熱力復(fù)合作用下薄膜性能的探索。這一方面是因為相應(yīng)裝備研發(fā)的困難，影響因素多，另一方面是由于薄膜的力學和熱學各自對應(yīng)的研究還遠未完善。在熱力復(fù)合式加載裝備開發(fā)上，往往是將整個或大部分力加載裝置放置于溫度控制箱之中，以實現(xiàn)復(fù)合加載。例如，Yanaka (Masa-aki Yanaka, Yutaka Kato, Yusuke Tsukahara, “Effects oftemperature on the multiple cracking progress of sub-micron thick glass filmsdeposited on a polymer substrate”，Thin SolidFilms, 355-356(1999)337-342)(“溫度對沉積在聚合物基底上的亞微米厚玻璃膜多重裂紋產(chǎn)生過程的影響”，固體薄膜，337-342頁，1999年)利用加熱爐內(nèi)的拉伸測試設(shè)備研究了溫度對沉積在聚合物基底上薄膜的裂紋產(chǎn)生進程的影響。但是，此種復(fù)合方式對力加載部分要求高，且裝備體積龐大，難以在掃描電鏡、原子力顯微鏡等顯微設(shè)備下觀測。在力學性能測試方法上，大致分為片外測試和片上測試。片外測試主要包括單軸拉伸法、納米壓痕法、襯底曲率法等° Modinski (R.Modlinski, R.Puers, and 1.De Wolf, "AlCuMgMn micro-tensilesamples:Mechanical characterization of MEMS materials atmicro-scale, 〃SensorsandActuatorsA:Physical, vol.143, pp.120-128, 2008.)(“招銅鎂猛微拉伸測試試樣:微尺度下的MEMS材料力學性能表征”，傳感器和制動器A:物理，第143卷，120-128頁，2008年)等人利用微拉伸測試系統(tǒng)表征了 MEMS材料的力學特性。Espinosa (H.D.Espinosa, B.C.Prorok, and M.Fischer, 〃Α methodology for determining mechanical propertiesoffreestanding thin films and MEMS materials, "Journal of the Mechanics andPhysics of Solids, vol.51, pp.47-67, 2003.)(“一種確定自由薄膜和 MEMS 材料力學屬性的方法論“，固體力學和固體物理，第51卷，47-67卷，2003年)等人利用原子力顯微鏡，干涉儀等構(gòu)成的納米壓痕設(shè)備獲得了薄膜的非彈性力學性能。但是，薄膜材料易碎，試件加工、安裝和夾持比較困難。同時，薄膜的力學性能測試還要求較高分辨率的應(yīng)力和應(yīng)變測量。這些都給微小尺度下薄膜力學性能測試帶來較大的困難，并且研發(fā)費用昂貴。在熱學性能測試方法上，主要有激光加熱和電阻加熱方式，通過熱偶、熱阻或光反射方法獲取溫度信息° Goyal (S.Goyal, K.Srinivasan, G.Subbarayan, and T.Siegmund, 〃Anon-contact, thermally-driven buckl ing delamination test to measure interfacialfracture toughness of thin film systems, ^Thin SolidFilms, vol.518, pp.2056-2064, 2010.)(“一種測量薄膜系統(tǒng)界面斷裂韌性的非接觸式、熱驅(qū)動屈曲分層測試方法”固體薄膜，第518卷，2056-2064頁，2010年)等人利用加熱平臺、溫度控制器、光學顯微鏡研究了薄膜-基底結(jié)構(gòu)在熱驅(qū)動下，薄膜的屈曲行為。Chien (H.-C.Chien, C.-R.Yang, L.-L.Liao, C.-K.Liu, M.-J.Dai, R.-M.Tain, et al., "Thermal conductivity ofthermoelectric thick films prepared by electrodeposition, "Applied Thermal Engineering, vol.51, pp.75-83, 2012.)(“電鍍熱電膜的熱傳導(dǎo)性能”，應(yīng)用熱工程，第51卷，75-83頁，2012年)等人通過沉積在環(huán)氧樹脂層的加熱線條與溫度傳感線條研究了熱電膜的熱傳導(dǎo)性能。然而加熱設(shè)備制作復(fù)雜，適用面窄。此外，眾多的研究表明，薄膜的微觀結(jié)構(gòu)與熱力學性能有著十分密切的聯(lián)系。例如，薄膜在受壓狀態(tài)下，隨著應(yīng)變的不斷增大，薄膜從基底脫粘，產(chǎn)生屈曲，隨后屈曲不斷產(chǎn)生，擴展與演化。當同時承受熱循環(huán)載荷時，原有的屈曲會產(chǎn)生橫向裂紋，這極易導(dǎo)致薄膜的大面積脫粘與結(jié)構(gòu)的失效。如果將薄膜的微觀結(jié)構(gòu)與熱力學性能結(jié)合起來研究，無疑能夠從機理上深入理解薄膜材料的失效機理等理論問題。這就需要動態(tài)觀察試樣在受力狀態(tài)下微觀形貌的變化，即在原子力顯微鏡(AFM)、掃描電鏡(SEM)或高倍光學顯微鏡等顯微設(shè)備下進行薄膜試樣的熱力學性能測試。因此一種能夠?qū)崃W性能測試與微觀形貌觀測合二為一的試驗裝備研究殊為重要，而這對裝備的可靠性、結(jié)構(gòu)等提出了更高的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的不足，提供一種力-熱復(fù)合式原位加載系統(tǒng)，其能夠同時施加壓縮載荷與熱循環(huán)載荷，且施加載荷范圍廣，具備力、溫度、位移的高精度檢測與自動化控制，同時能夠?qū)崿F(xiàn)原位壓縮加載，以原位觀測薄膜表面形貌的變化，原位加載的精度可達亞微級別。為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明的力-熱復(fù)合式原位加載系統(tǒng)，它包括與底座相連的步進電機，所述的步進電機的電機軸與雙向滾珠絲杠通過聯(lián)軸器連接，所述的雙向滾珠絲杠的兩端支撐設(shè)置在支撐座內(nèi)，所述的支撐座固定在底座上，在所述的雙向滾珠絲杠上螺紋連接有左、右絲杠螺母，在所述的左、右絲杠螺母上分別安裝有左、右載物臺，所述的左、右載物臺與安裝在底座上的導(dǎo)軌通過滑塊滑動連接以導(dǎo)向，在所述的左載物臺上固定連接有左端支撐和左夾具，基座一端與左載物臺固定相連并且其另一端自由懸空，一個力傳感器安裝在左端支撐和左夾具之間，所述的力傳感器的一端與左端支撐固定相連并且其另一端與左夾具固定相連，在所述的左夾具上固定有電熱膜，在所述的右載物臺上固定連接有右夾具，光柵尺位移傳感器的光柵尺讀數(shù)頭固定在所述的右載物臺一側(cè)側(cè)面上，光柵尺位移傳感器的光柵尺主尺粘接在基座上，所述的右夾具能夠壓緊安裝在左夾具電熱膜上的試件設(shè)置，所述的步進電機與驅(qū)動器相連，所述的力傳感器與變送器相連，一個數(shù)據(jù)采集卡與所述步進電機的驅(qū)動器、力傳感器的變送器以及光柵尺相連，用于處理溫度傳感器信號的一個智能溫度控制器與所述的電熱膜相連，一個溫度傳感器一端與所述的智能溫度控制器相連并且其另一端與試樣相連，所述的數(shù)據(jù)采集卡和智能溫度控制器與一臺計算機相連，所述的數(shù)據(jù)采集卡用于采集力傳感器和光柵尺的信號并將信號傳遞給計算機，所述計算機用于處理數(shù)據(jù)采集卡輸入的信號，再通過數(shù)據(jù)采集卡向步進電機驅(qū)動器發(fā)送控制信號以驅(qū)動步進電機，并且所述計算機用于向智能溫度控制器輸出溫度控制信號并且通過智能溫度控制器控制電熱膜加熱試件。本發(fā)明的優(yōu)點在于:通過步進電機驅(qū)動雙向絲杠實現(xiàn)試樣的原位壓縮，經(jīng)過電子細分后，電機步進式加載精度高，可實現(xiàn)亞微米級別的原位加載，利用以智能溫度控制器為核心的電熱膜加熱形式對試樣進行熱循環(huán)加載，具備體積小、接觸式加載，加熱均勻，對設(shè)備所處環(huán)境要求低等優(yōu)點，尤其適用于需要同時觀測表面形貌的薄膜-基底結(jié)構(gòu)等微試樣，本發(fā)明實現(xiàn)了熱-力復(fù)合下的載荷加載與顯微觀測設(shè)備的原位觀測，通過力傳感器、光柵尺、溫度傳感器實現(xiàn)了力、位移、溫度的高精度測量與自動化反饋控制。其中光柵尺位移傳感器所測位移為左右夾具的相對位移，與周琴，哈爾濱工業(yè)大學，“AFM原位拉伸試驗裝置研制及試驗研究”，工學碩士學位論文，2008中的位移測試技術(shù)相比，本發(fā)明可直接測得試樣的位移，保證了更高的測量精度，而不是只測得一端夾具的位移，然后近似認為試樣位移為該位移值的兩倍。該發(fā)明結(jié)構(gòu)精巧，力-熱復(fù)合加載方式簡單可靠。


圖1為本發(fā)明的力-熱復(fù)合式原位加載系統(tǒng)的三維結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明圖1所示的系統(tǒng)的左夾具結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明圖1所示的系統(tǒng)的右夾具結(jié)構(gòu)示意圖；圖4-1和圖4-2為利用圖1所示的系統(tǒng)進行熱力復(fù)合加載過程中，薄膜表面屈曲形貌的變化。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。如圖所示的本發(fā)明的力-熱復(fù)合式原位加載系統(tǒng)，本系統(tǒng)適用于沉積在基底上的納米薄膜的力-熱復(fù)合式原位加載，本系統(tǒng)它包括與底座I相連的步進電機3，所述的步進電機的電機軸與雙向滾珠絲杠15通過聯(lián)軸器4連接，所述的雙向滾珠絲杠的兩端支撐設(shè)置在支撐座14內(nèi)，所述的支撐座固定在底座上，在所述的雙向滾珠絲杠上螺紋連接有左、右絲杠螺母17，在所述的左、右絲杠螺母上分別安裝有左、右載物臺18、13，所述的左、右載物臺與安裝在底座上的導(dǎo)軌2通過滑塊19滑動連接以導(dǎo)向，在所述的左載物臺上固定連接有左端支撐5和左夾具7，基座9 一端與左載物臺固定相連，一個力傳感器6安裝在左端支撐和左夾具之間，所述的力傳感器的一端與左端支撐固定相連并且其另一端與左夾具固定相連，在所述的左夾具上固定有電熱膜10，在所述的右載物臺上固定連接有右夾具16，光柵尺位移傳感器的光柵尺讀數(shù)頭11固定在所述的右載物臺一側(cè)側(cè)面上，光柵尺位移傳感器的光柵尺主尺12粘接在基座上，所述的右夾具能夠壓緊安裝在左夾具電熱膜上的試件設(shè)置，所述的步進電機與驅(qū)動器相連，所述的力傳感器與變送器相連，一個數(shù)據(jù)采集卡與所述步進電機的驅(qū)動器、力傳感器的變送器以及光柵尺相連，用于處理溫度傳感器信號的一個智能溫度控制器與所述的電熱膜相連，所述的溫度傳感器一端與所述的智能溫度控制器相連并且其另一端與試樣相連，所述的數(shù)據(jù)采集卡和智能溫度控制器與一臺計算機相連，所述的數(shù)據(jù)采集卡用于采集力傳感器和光柵尺的信號并將信號傳遞給計算機，所述計算機用于處理數(shù)據(jù)采集卡輸入的信號，再通過數(shù)據(jù)采集卡向步進電機驅(qū)動器發(fā)送控制信號以驅(qū)動步進電機，并且所述計算機用于向智能溫度控制器輸出溫度控制信號并且通過智能溫度控制器控制電熱膜加熱試件。優(yōu)選的在所述的左夾具上設(shè)置有臺階面，電熱膜固定在臺階平面上，右夾具的一端具有伸出的凸塊，所述的凸塊的凸出端面能夠和與之相對設(shè)置的試件的側(cè)壁相對壓緊設(shè)置，所述的右夾具的凸塊的頂面與試件的頂面處于同一水平面。在本發(fā)明中，所述的左夾具上設(shè)置有臺階面，以放置薄膜-基底試樣，螺釘穿過固定板8將所述的電熱膜固定在臺階面表面，所述的右夾具一端固定于所述的右載物臺，右夾具的一端具有伸出的凸塊，所述的凸塊的凸出端面能夠和與之相對設(shè)置的試件的側(cè)壁相對壓緊設(shè)置，以對試件加壓。所述的右夾具的凸塊的頂面與試件的頂面處于同一水平面。所述凸塊頂面及對應(yīng)的左夾具頂面區(qū)域面積較廣，便于顯微鏡頭對試樣的近距離觀測，否則顯微鏡頭會觸碰到左右夾具中更高的平面。所述的光柵尺讀數(shù)頭固定在所述的右載物臺一側(cè)側(cè)面上，所述光柵尺主尺粘接在所述基座上，基座一端固定于左載物臺，一端懸空，這樣的連接可直接測出左右夾具的相對位移，與周琴，哈爾濱工業(yè)大學，“AFM原位拉伸試驗裝置研制及試驗研究”，工學碩士學位論文，2008中的位移測試技術(shù)相比，本發(fā)明可直接測得試樣的位移，保證了更高的測量精度，而不是只測得一端夾具的位移，然后近似認為試樣位移為該位移值的兩倍。本發(fā)明的測試過程為:首先將電熱膜10平放于左夾具7臺階面上，擰緊固定板上的兩個螺釘以固定住電熱膜，然后將薄膜-基底試樣安裝于電熱膜之上，通過計算機軟件控制數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送信號給步進電機驅(qū)動器，驅(qū)動器隨即發(fā)送指令給步進電機3以控制其轉(zhuǎn)動，步進電機軸的回轉(zhuǎn)運動通過聯(lián)軸器4傳遞給雙向滾珠絲杠15，再由絲杠螺母17轉(zhuǎn)換成左載物臺18與右載物臺13的直線運動，通過光柵尺位移反饋使得左、右夾具16之間的距離恰好為預(yù)設(shè)初值，此時右夾具突出面正好與試樣側(cè)面壓緊，隨后將裝置平放于高精度三維定位臺之上，高倍光學顯微鏡之下，調(diào)整定位臺，使試樣位于顯微鏡視場中心，觀測試樣初始狀態(tài)下的表面形貌，記錄處于零值的力、位移值和初始時刻的溫度值；再次通過計算機控制，使試樣緩慢受壓至某一值，在此過程中同時施加10次幅值為1°C的熱循環(huán)載荷，記錄試樣表面形貌，力、位移值和增加了 1°C后的溫度值，不斷重復(fù)上一步驟，直至試樣破壞至一定程度后停止。在實驗過程中，左夾具和光柵尺主尺12通過與之相連的各元件，在左載物臺的牽引下一起做直線運動，同時力傳感器6測得運動過程中各時刻的力并反饋給計算機；右載物臺帶動光柵尺讀數(shù)頭11 一起運動，光柵尺測得左、右夾具之間的距離和相對運動位移，并由數(shù)據(jù)采集卡采集其信號反饋給計算機，溫度傳感器實時測得試樣表面溫度，并由智能溫度控制器將溫度信息反饋給計算機。實施例1采用圖1所示裝置，以沉積在有機玻璃基底上150納米厚的鋁薄膜實驗為例?；撞牧铣叽?長8mm，寬5mm，高3mm，采用1000倍光學顯微鏡觀測。圖4-1為試樣在室溫，壓縮載荷160N的條件下，薄膜表面的屈曲形貌圖，圖4-2為試樣在壓縮載荷逐漸增大至200N時，并同時經(jīng)過了 10次從室溫27°C到37°C的熱循環(huán)加載后的屈曲形貌圖。從圖4-1、4-2兩幅實驗圖像可知，該薄膜基底結(jié)構(gòu)在壓縮載荷與熱循環(huán)載荷下，視場內(nèi)的觀測區(qū)域并未移出顯微鏡視場。說明該裝置可有效實現(xiàn)原位觀測。在載荷增大與熱循環(huán)加載的過程中，薄膜表面屈曲不斷擴展，數(shù)量有少許增加，屈曲破壞程度更加嚴重。實驗充分說明，該裝置可有效實現(xiàn)薄膜在高倍顯微鏡下的原位觀測；可有效記錄軸向壓縮載荷與熱循環(huán)載荷下薄膜基底結(jié)構(gòu)的破壞現(xiàn)象；可有效獲取薄膜基底結(jié)構(gòu)破壞過程中的力、位移、溫度信息，為薄膜基底結(jié)構(gòu)的材料性能研究提供必要技術(shù)支持。
權(quán)利要求
1.-熱復(fù)合式原位加載系統(tǒng)，它包括與底座相連的步進電機，所述的步進電機的電機軸與雙向滾珠絲杠通過聯(lián)軸器連接，所述的雙向滾珠絲杠的兩端支撐設(shè)置在支撐座內(nèi)，所述的支撐座固定在底座上，在所述的雙向滾珠絲杠上螺紋連接有左、右絲杠螺母，在所述的左、右絲杠螺母上分別安裝有左、右載物臺，所述的左、右載物臺與安裝在底座上的導(dǎo)軌通過滑塊滑動連接以導(dǎo)向，其特征在于:在所述的左載物臺上固定連接有左端支撐和左夾具，基座一端與左載物臺固定相連并且其另一端自由懸空，一個力傳感器安裝在左端支撐和左夾具之間，所述的力傳感器的一端與左端支撐固定相連并且其另一端與左夾具固定相連，在所述的左夾具上固定有電熱膜，在所述的右載物臺上固定連接有右夾具，光柵尺位移傳感器的光柵尺讀數(shù)頭固定在所述的右載物臺一側(cè)側(cè)面上，光柵尺位移傳感器的光柵尺主尺粘接在基座上，所述的右夾具能夠壓緊安裝在左夾具電熱膜上的試件設(shè)置，所述的步進電機與驅(qū)動器相連，所述的力傳感器與變送器相連，一個數(shù)據(jù)采集卡與所述步進電機的驅(qū)動器、力傳感器的變送器以及光柵尺相連，用于處理溫度傳感器信號的一個智能溫度控制器與所述的電熱膜相連，一個溫度傳感器一端與所述的智能溫度控制器相連并且其另一端與試樣相連，所述的數(shù)據(jù)采集卡和智能溫度控制器與一臺計算機相連，所述的數(shù)據(jù)采集卡用于采集力傳感器和光柵尺的信號并將信號傳遞給計算機，所述計算機用于處理數(shù)據(jù)采集卡輸入的信號，再通過數(shù)據(jù)采集卡向步進電機驅(qū)動器發(fā)送控制信號以驅(qū)動步進電機，并且所述計算機用于向智能溫度控制器輸出溫度控制信號并且通過智能溫度控制器控制電熱膜加熱試件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的力-熱復(fù)合式原位加載系統(tǒng)，其特征在于:在所述的左夾具上設(shè)置有臺階面，電熱膜固定在臺階平面上，右夾具的一端具有伸出的凸塊，所述的凸塊的凸出端面能夠和與之相對設(shè)置的試件的側(cè)壁相對壓緊設(shè)置，所述的右夾具的凸塊的頂面與試件的頂面處于同一水平面。
全文摘要
本發(fā)明公開了力-熱復(fù)合式原位加載系統(tǒng)，它包括與底座相連的步進電機，步進電機的電機軸與雙向滾珠絲杠通過聯(lián)軸器連接，在雙向滾珠絲杠上螺紋連接有左、右絲杠螺母，在左、右絲杠螺母上分別安裝有左、右載物臺，在左載物臺上固定連接有左端支撐和左夾具，基座一端與左載物臺固定相連并且其另一端自由懸空，一個力傳感器安裝在左端支撐和左夾具之間，在左夾具上固定有電熱膜，在右載物臺上固定連接有右夾具，光柵尺位移傳感器的光柵尺讀數(shù)頭固定在右載物臺一側(cè)側(cè)面上，光柵尺位移傳感器的光柵尺主尺粘接在基座上，右夾具能夠壓緊安裝在左夾具電熱膜上的試件設(shè)置。本發(fā)明可實現(xiàn)亞微米級別的原位加載。
文檔編號G01N3/18GK103091178SQ20131001424
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者何巍, 王世斌, 李林安, 張冠華, 薛秀麗, 賈海坤, 郭志明 申請人:天津大學