原子力顯微鏡臥式材料拉伸壓縮試驗機絲杠驅動樣品支撐臺的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種原子力顯微鏡臥式材料拉伸壓縮試驗機絲杠驅動樣品支撐臺，由基板、支撐鞏固塊、可升降樣品支撐臺、絲杠、支撐固定圓桿、蓋板、絲杠螺帽、C型固定塊、3種螺栓組成。在使用中通過旋轉絲杠螺帽從而抬升可升降樣品支撐臺至接觸薄膜試樣，從而去除了薄膜試樣來自于系統的震動噪音。可用于解決了原子力顯微鏡-臥式材料拉伸壓縮試驗機聯用系統對薄膜試樣檢測時去除薄膜試樣來自臥式材料拉伸壓縮試驗機震動噪音的需求，能滿足原子力顯微鏡-臥式材料拉伸壓縮試驗機聯用系統用戶需求。另外也可以用于其它需要防震的測試裝置。
【專利說明】原子力顯微鏡臥式材料拉伸壓縮試驗機絲杠驅動樣品支撐臺
【技術領域】
[0001]本發明涉及材料力學性能測試設備，具體涉及一種用于原子力顯微鏡-臥式材料拉伸壓縮試驗機聯用系統的絲杠驅動可升降樣品支撐臺。
【背景技術】
[0002]為了將對納米材料和制品力學性能的測量和微觀形貌的檢測進行有機結合，原子力顯微鏡AFM等微納米觀察儀器要與一些力學測試裝置配合使用，從而可以深入地探索各類納米材料及制品的微觀損傷斷裂行為和機理，及其與載荷作用、材料結構和性能間的相關性規律。
[0003]針對這種情況，發明人已研制了一種原子力顯微鏡配套用臥式材料拉伸壓縮試驗機，傳動機構包括絲杠、移動橫梁、減速器、左夾具、右夾具；框架的臺面為中空結構，其左橫梁內設置有伺服電機；框架前側梁、后側梁內分別設置有絲杠，一移動橫梁兩端分別傳動連接兩絲杠；兩絲杠一端的轉動軸分別與兩個從動輪固接，從動輪通過圓弧同步齒帶與減速器傳動連接；主動輪與伺服電機傳動連接；力傳感器固定在可移動橫梁上。在測試過程中，左夾具可以固定在左橫梁內側上，右夾具可以固定在力傳感器上，從而可實現拉伸壓縮力傳感器固定在可移動橫梁上。該發明結構簡單，能夠滿足與原子力顯微鏡配合使用。
[0004]由于在測試薄膜試樣時，來自臥式材料拉伸壓縮試驗機引起的震動會導致原子力顯微鏡在檢測試樣表面時，不能檢測到試樣表面真實形貌，而只能檢測到臥式材料拉伸壓縮試驗機引起的震動噪音。因此，有必要設計一種用于原子力顯微鏡-臥式材料拉伸壓縮試驗機聯用系統的樣品支撐臺。
【發明內容】
[0005]針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種簡易的用于原子力顯微鏡-臥式材料拉伸壓縮試驗機聯用系統的絲杠驅動樣品支撐臺。
[0006]一種原子力顯微鏡臥式材料拉伸壓縮試驗機絲杠驅動樣品支撐臺，其特征在于，絲杠驅動樣品支撐臺由基板1、支撐鞏固塊2、可升降樣品支撐臺3、絲杠4、支撐固定圓桿5、蓋板6、絲杠螺帽7、C型固定塊8、3種螺栓91，92，93組成。
[0007]基板I和蓋板6上分別有對應的4個階梯圓孔，對應的3個圓形通孔，其中分布于前后的2個圓形通孔側面均有內螺紋小孔。支撐鞏固塊2 —側具有凸出半圓柱體21，上下面分別有2個內螺紋孔22。2個支撐鞏固塊2分別通過4個螺栓93固定在基板I上的4個階梯圓孔和蓋板6上的4個階梯圓孔上。可升降樣品支撐臺3上具有2個圓形通孔及I個內螺紋孔，左側和右側有半圓柱體內凹結構。2個支撐固定圓桿5穿過蓋板6、可升降樣品支撐臺3、基板I上對應的圓形通孔，4個螺栓91穿過側面的內螺紋小孔旋緊從而固定支撐固定圓桿5。絲杠4下頭部分穿過基板中心圓孔，上頭部分穿過蓋板中心圓孔，中間螺紋部分與可升降樣品支撐臺3的內螺紋孔旋配。所述絲杠螺帽7通過螺栓固定在絲杠上頭部分上。支撐鞏固塊2的凸出半圓柱體21與所述可升降樣品支撐臺3的內凹結構匹配。基板I通過螺栓92和C型固定塊8固定在原子力顯微鏡工作臺10上。
[0008]基板I的高度為0.5-1.5cm,長度為30-50cm,寬度為l_5cm。
[0009]支撐鞏固塊2的高度為3-5cm，長度為l-3cm，寬度與基板I等寬，凸出半圓柱體半徑為0.3_lcm。
[0010]可升降樣品支撐臺3的高度為0.5-1.5cm,長度為2-4cm,后方凸出于基板I以外l-3cm。
[0011]絲杠4無螺紋的上端部分和下端部分直徑為0.5-lcm，下端部分與基板I等高，上端部分伸出蓋板6。絲杠4有螺紋的中間部分直徑為0.6-1.2cm。
[0012]支撐固定圓桿5直徑為0.4-lcm。
[0013]螺栓91和93為內六角螺栓、一字或者十字螺栓。所述螺栓92為圓頭螺栓，圓頭直徑為2-4cm。所述螺帽7圓頭直徑為2-4cm。
[0014]絲杠驅動樣品支撐臺的材質可以為金屬或者其它硬物質材料等。
[0015]本發明專利的工作原理如下:
首先，將組裝好的絲杠驅動樣品支撐臺放置在原子力顯微鏡工作臺10上，可升降樣品支撐臺3后方凸出于基板I以外的部分置于待檢測的薄膜試樣下。隨后，利用C型固定塊8和螺栓92將基板I固定在原子力顯微鏡工作臺10上。其次，利用臥式材料拉伸壓縮試驗機對薄膜樣品進行拉伸，拉伸到一定程度后，停止拉伸，旋轉絲杠螺帽7從而抬升可升降樣品支撐臺3至接觸薄膜試樣，從而去除了薄膜試樣來自于系統的震動噪音。接下來，原子力顯微鏡探針進針，對薄膜試樣進行檢測。
[0016]本發明解決了原子力顯微鏡-臥式材料拉伸壓縮試驗機聯用系統對薄膜試樣檢測時去除薄膜試樣來自臥式材料拉伸壓縮試驗機震動噪音的需求，能滿足原子力顯微鏡-臥式材料拉伸壓縮試驗機聯用系統用戶需求。另外也可以用于其它需要防震的測試裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明立體結構示意圖。
[0018]圖2是圖1的B方向向下的結構剖視圖。
[0019]圖3是圖1的C方向向左的結構剖視圖。
[0020]1:基板
2:支撐鞏固塊
21:凸出半圓柱體
22:內螺紋孔
3:可升降樣品支撐臺
4:絲杠
5:支撐固定圓桿
6:蓋板
7:絲杠螺帽
8:C型固定塊 91:螺栓
92:螺栓
93:螺栓
10:原子力顯微鏡工作臺。
【具體實施方式】
[0021]下面對本發明的實施例結合附圖做詳細說明，本實施例一本發明技術方案為前提進行實施，但本發明的保護并不限于下述的實施例。
[0022]實施例1:
一種用于原子力顯微鏡-臥式材料拉伸壓縮試驗機聯用系統的絲杠驅動樣品支撐臺，其特征在于，絲杠驅動樣品支撐臺由基板1、支撐鞏固塊2、可升降樣品支撐臺3、絲杠4、支撐固定圓桿5、蓋板6、絲杠螺帽7、C型固定塊8、3種螺栓91，92，93組成。
[0023]基板I和蓋板6上分別有對應的4個階梯圓孔，對應的3個圓形通孔，其中分布于前后的2個圓形通孔側面均有內螺紋小孔。支撐鞏固塊2 —側具有凸出半圓柱體21，上下面分別有2個內螺紋孔22。2個支撐鞏固塊2分別通過4個螺栓93固定在基板I上的4個階梯圓孔和蓋板6上的4個階梯圓孔上。可升降樣品支撐臺3上具有2個圓形通孔及I個內螺紋孔，左側和右側有半圓柱體內凹結構。2個支撐固定圓桿5穿過蓋板6、可升降樣品支撐臺3、基板I上對應的圓形通孔，4個螺栓91穿過側面的內螺紋小孔旋緊從而固定支撐固定圓桿5。絲杠4下頭部分穿過基板中心圓孔，上頭部分穿過蓋板中心圓孔，中間螺紋部分與可升降樣品支撐臺3的內螺紋孔旋配。所述絲杠螺帽7通過螺栓固定在絲杠上頭部分上。支撐鞏固塊2的凸出半圓柱體21與所述可升降樣品支撐臺3的內凹結構匹配。基板I通過螺栓92和C型固定塊8固定在原子力顯微鏡工作臺10上。
[0024]基板I的高度為0.5cm,長度為30cm，寬度為4cm。
[0025]支撐鞏固塊2的高度為3cm,長度為lcm,寬度與基板I等寬、為4cm,凸出半圓柱體半徑為0.3cm。
[0026]可升降樣品支撐臺3的高度為0.5cm,長度為4cm,后方凸出于基板I以外2cm。
[0027]絲杠4無螺紋的上端部分和下端部分直徑為0.5cm,下端部分與基板I等高，上端部分伸出蓋板6。絲杠4有螺紋的中間部分直徑為1.2cm。
[0028]支撐固定圓桿5直徑為0.4cm。
[0029]螺栓91和93為內六角螺栓。螺栓92為圓頭螺栓，圓頭直徑為2cm。所述螺帽7圓頭直徑為2cm。
[0030]絲杠驅動樣品支撐臺的材質可以為金屬不銹鋼。
[0031]實施例2:
一種用于原子力顯微鏡-臥式材料拉伸壓縮試驗機聯用系統的絲杠驅動樣品支撐臺，其特征在于，絲杠驅動樣品支撐臺由基板1、支撐鞏固塊2、可升降樣品支撐臺3、絲杠4、支撐固定圓桿5、蓋板6、絲杠螺帽7、C型固定塊8、3種螺栓91，92，93組成。
[0032]基板I和蓋板6上分別有對應的4個階梯圓孔，對應的3個圓形通孔，其中分布于前后的2個圓形通孔側面均有內螺紋小孔。支撐鞏固塊2 —側具有凸出半圓柱體21，上下面分別有2個內螺紋孔22。2個支撐鞏固塊2分別通過4個螺栓93固定在基板I上的4個階梯圓孔和蓋板6上的4個階梯圓孔上。可升降樣品支撐臺3上具有2個圓形通孔及I個內螺紋孔，左側和右側有半圓柱體內凹結構。2個支撐固定圓桿5穿過蓋板6、可升降樣品支撐臺3、基板I上對應的圓形通孔，4個螺栓91穿過側面的內螺紋小孔旋緊從而固定支撐固定圓桿5。絲杠4下頭部分穿過基板中心圓孔，上頭部分穿過蓋板中心圓孔，中間螺紋部分與可升降樣品支撐臺3的內螺紋孔旋配。所述絲杠螺帽7通過螺栓固定在絲杠上頭部分上。支撐鞏固塊2的凸出半圓柱體21與所述可升降樣品支撐臺3的內凹結構匹配。基板I通過螺栓92和C型固定塊8固定在原子力顯微鏡工作臺10上。
[0033]基板I的高度為0.6cm,長度為40cm,寬度為5cm。
[0034]支撐鞏固塊2的高度為5cm，長度為3cm，寬度與基板I等寬、為5cm，凸出半圓柱體半徑為0.4cm。
[0035]可升降樣品支撐臺3的高度為Icm,長度為4cm,后方凸出于基板I以外3cm。
[0036]絲杠4無螺紋的上端部分和下端部分直徑為0.6cm,下端部分與基板I等高，上端部分伸出蓋板6。絲杠4有螺紋的中間部分直徑為1.2cm。
[0037]支撐固定圓桿5直徑為0.4cm。
[0038]螺栓91和93為一字螺栓。螺栓92為圓頭螺栓，圓頭直徑為3cm。所述螺帽7圓頭直徑為2cm。
[0039]絲杠驅動樣品支撐臺的材質可以為金屬鋁。
[0040]實施例3:
一種用于原子力顯微鏡-臥式材料拉伸壓縮試驗機聯用系統的絲杠驅動樣品支撐臺，其特征在于，絲杠驅動樣品支撐臺由基板1、支撐鞏固塊2、可升降樣品支撐臺3、絲杠4、支撐固定圓桿5、蓋板6、絲杠螺帽7、C型固定塊8、3種螺栓91，92，93組成。
[0041]基板I和蓋板6上分別有對應的4個階梯圓孔，對應的3個圓形通孔，其中分布于前后的2個圓形通孔側面均有內螺紋小孔。支撐鞏固塊2 —側具有凸出半圓柱體21，上下面分別有2個內螺紋孔22。2個支撐鞏固塊2分別通過4個螺栓93固定在基板I上的4個階梯圓孔和蓋板6上的4個階梯圓孔上。可升降樣品支撐臺3上具有2個圓形通孔及I個內螺紋孔，左側和右側有半圓柱體內凹結構。2個支撐固定圓桿5穿過蓋板6、可升降樣品支撐臺3、基板I上對應的圓形通孔，4個螺栓91穿過側面的內螺紋小孔旋緊從而固定支撐固定圓桿5。絲杠4下頭部分穿過基板中心圓孔，上頭部分穿過蓋板中心圓孔，中間螺紋部分與可升降樣品支撐臺3的內螺紋孔旋配。所述絲杠螺帽7通過螺栓固定在絲杠上頭部分上。支撐鞏固塊2的凸出半圓柱體21與所述可升降樣品支撐臺3的內凹結構匹配。基板I通過螺栓92和C型固定塊8固定在原子力顯微鏡工作臺10上。
[0042]基板I的高度為1cm，長度為50cm，寬度為4cm。
[0043]支撐鞏固塊2的高度為3cm，長度為3cm，寬度與基板I等寬，為4cm，凸出半圓柱體半徑為0.4cm。
[0044]可升降樣品支撐臺3的高度為0.5cm,長度為4cm,后方凸出于基板I以外2cm。
[0045]絲杠4無螺紋的上端部分和下端部分直徑為0.5cm,下端部分與基板I等高，上端部分伸出蓋板6。絲杠4有螺紋的中間部分直徑為1.2cm。
[0046]支撐固定圓桿5直徑為0.6cm。
[0047]螺栓91和93為十字螺栓。螺栓92為圓頭螺栓，圓頭直徑為2cm。螺帽7圓頭直徑為2cm。
[0048]絲杠驅動樣品支撐臺的材質為硬物質塑料等。
[0049]盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例做了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【權利要求】
1.一種原子力顯微鏡臥式材料拉伸壓縮試驗機絲杠驅動樣品支撐臺，其特征在于，絲杠驅動樣品支撐臺由基板(I)、支撐鞏固塊(2)、可升降樣品支撐臺(3)、絲杠(4)、支撐固定圓桿(5)、蓋板(6)、絲杠螺帽(7)、C型固定塊(8)、3種螺栓(91，92，93)組成。
2.根據權利要求1所述的原子力顯微鏡臥式材料拉伸壓縮試驗機絲杠驅動樣品支撐臺，其特征在于，所述基板(I)和蓋板(6)上分別有對應的4個階梯圓孔，對應的3個圓形通孔，其中分布于前后的2個圓形通孔側面均有內螺紋小孔；所述支撐鞏固塊(2)—側具有凸出半圓柱體(21)，上下面分別有2個內螺紋孔(22);2個支撐鞏固塊(2)分別通過4個螺栓(93)固定在基板(I)上的4個階梯圓孔和蓋板(6)上的4個階梯圓孔上；所述可升降樣品支撐臺(3)上具有2個圓形通孔及I個內螺紋孔，左側和右側有半圓柱體內凹結構；2個支撐固定圓桿(5)穿過蓋板(6)、可升降樣品支撐臺(3)、基板(I)上對應的圓形通孔，4個螺栓(91)穿過側面的內螺紋小孔旋緊從而固定支撐固定圓桿(5);所述絲杠(4)下頭部分穿過基板中心圓孔，上頭部分穿過蓋板中心圓孔，中間螺紋部分與可升降樣品支撐臺(3)的內螺紋孔旋配；所述絲杠螺帽(7)通過螺栓固定在絲杠上頭部分上；所述支撐鞏固塊(2)的凸出半圓柱體(21)與所述可升降樣品支撐臺(3)的內凹結構匹配；所述基板(I)通過螺栓(92)和C型固定塊(8)固定在原子力顯微鏡工作臺(10)上。
3.根據權利要求2所述的原子力顯微鏡臥式材料拉伸壓縮試驗機絲杠驅動樣品支撐臺，其特征在于，所述基板(I)的高度為0.5-1.5cm，長度為30-50cm，寬度為l_5cm。
4.根據權利要求2所述的原子力顯微鏡臥式材料拉伸壓縮試驗機絲杠驅動樣品支撐臺，其特征在于，所述支撐鞏固塊(2)的高度為3-5cm，長度為l-3cm，寬度與基板(I)等寬，凸出半圓柱體半徑為0.3-lcm。
5.根據權利要求2所述的原子力顯微鏡臥式材料拉伸壓縮試驗機絲杠驅動樣品支撐臺，其特征在于，所述可升降樣品支撐臺(3)的高度為0.5-1.5cm,長度為2-4cm，后方凸出于基板(I)以外l-3cm。
6.根據權利要求2所述的原子力顯微鏡臥式材料拉伸壓縮試驗機絲杠驅動樣品支撐臺，其特征在于，所述絲杠(4)無螺紋的上端部分和下端部分直徑為0.5-lcm，下端部分與基板(I)等高，上端部分伸出蓋板(6)； 絲杠(4)有螺紋的中間部分直徑為0.6-1.2cm。
7.根據權利要求2所述的原子力顯微鏡臥式材料拉伸壓縮試驗機絲杠驅動樣品支撐臺，其特征在于，所述支撐固定圓桿(5)直徑為0.4-lcm。
8.根據權利要求2所述的原子力顯微鏡臥式材料拉伸壓縮試驗機絲杠驅動樣品支撐臺，其特征在于，所述螺栓(91)和(93)為內六角螺栓、一字或者十字螺栓； 所述螺栓(92)為圓頭螺栓，圓頭直徑為2-4cm ； 所述螺帽(7)圓頭直徑為2-4cm。
9.根據權利要求2所述的原子力顯微鏡臥式材料拉伸壓縮試驗機絲杠驅動樣品支撐臺，其特征在于，所述絲杠驅動樣品支撐臺的材質可以為金屬或者其它硬物質材料。
【文檔編號】G01N3/02GK104330301SQ201410548690
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月16日 優先權日:2014年10月16日
【發明者】何丹農, 鐘建 申請人:上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司