一種高分子材料熱應變實驗裝置的制作方法

本技術涉及材料冷熱拉伸裝置，具體為一種高分子材料熱應變實驗裝置。

背景技術：

1、在高分子材料，尤其是薄膜類的性能研究與應用開發中，拉伸測試是一項基礎且至關重要的實驗。高分子材料的拉伸測試實驗，即測試高分子材料在不同溫度下的機械性能數據(主要測試高分子材料在不同溫度下的應變應力關系)進而評估材料的適用范圍與耐久性。現有的拉伸測試實驗裝置通常不具備溫度調控功能，其在進行拉伸測試時，通常需要配備恒溫裝置，先將恒溫裝置的溫度調節至所需的實驗溫度，然后將待測試的樣品放入其內，使待測試的樣品達到實驗溫度，再將待測試的樣品裝夾在拉伸測試實驗裝置內的拉伸組件上進行拉伸，雖然拉伸測試實驗裝置具有一定的保溫效果，但待測試的樣品的環境溫度在實驗過程中還是會發生較大變化，使待測試的樣品的各處溫度不同，因此現有的拉伸測試實驗裝置在對高分子材料的拉伸實驗過程中會存在一定的誤差，這類裝置在拉伸較小尺寸或對溫度較敏感的高分子材料時其誤差尤其大，其測試結果難以精確表征該部分的高分子材料真實的性能。

技術實現思路

1、有鑒于此，提高高分子材料拉伸實驗的精度，促進高分子材料性能研究與應用開發，本實用新型提供一種高分子材料熱應變實驗裝置，包括外殼體、拉伸組件、加熱組件以及溫度傳感器；

2、所述外殼體上方設有觀察視窗，所述外殼體側面還設有與外殼體內部空腔連通的冷氣接口；

3、所述外殼體內設有底板，所述加熱組件和所述溫度傳感器均固定于所述底板上；

4、所述拉伸組件包括驅動模塊、兩絲桿以及兩拉伸塊，兩所述拉伸塊分別位于底板兩側，每一拉伸塊上均設有兩螺紋孔，兩所述絲桿均穿過兩拉伸塊上的螺紋孔；待測試的高分子材料兩端分別固定兩所述拉伸塊上，拉伸塊和高分子材料之間設有至少一拉力傳感器，所述驅動模塊同時與兩絲桿相連，所述驅動模塊用于驅動兩拉伸塊相互遠離以拉伸待測試的高分子材料。

5、進一步地，所述底板上還設有陶瓷罩體，待測試的高分子材料、所述加熱組件、所述溫度傳感器均位于所述陶瓷罩體內，待測試的高分子材料兩端穿過所述陶瓷罩體與兩拉伸塊相連。

6、進一步地，所述陶瓷罩體頂部設有石英窗片，所述石英窗片正對所述觀察視窗。

7、進一步地，每一絲桿上設有兩螺紋段，分別為第一螺紋段、第二螺紋段，且第一螺紋段、第二螺紋段螺紋旋向相反，兩拉伸塊分別為第一拉伸塊和第二拉伸塊，所述第一拉伸塊上的兩螺紋孔分別套于兩第一螺紋段上，所述第二拉伸塊上的兩螺紋孔分別套于兩第二螺紋段上。

8、進一步地，所述驅動模塊包括驅動電機以及渦桿軸，所述驅動電機與所述渦桿軸通過傳動件相連，所述渦桿軸上設有兩渦桿段，兩所述絲桿端部均設有渦輪，兩渦輪與兩所述渦桿段嚙合。

9、進一步地，所述傳動件為傳動皮帶，所述驅動電機和所述渦桿軸端部均設有皮帶輪，所述傳動皮帶連接兩所述皮帶輪。

10、進一步地，所述溫度傳感器為紅外測溫探頭，所述外殼體側面連接有測溫電學接口，所述測溫電學接口與所述紅外測溫探頭通過導線相連。

11、進一步地，所述加熱組件包括加熱座兩端固定在加熱座上的干燒加熱棒，待測試的高分子材料位于所述干燒加熱棒上方。

12、進一步地，所述外殼體內還設有冷氣導管，所述冷氣導管一端與所述冷氣接口相連，另一端連接于所述陶瓷罩體上。

13、進一步地，所述外殼體側面還設有兩與外殼體內部空腔連通的氣氛接口。

14、本實用新型一種高分子材料熱應變實驗裝置的有益效果為：該實驗裝置包括外殼體和拉伸組件；外殼體側面還設有與外殼體內部空腔連通的冷氣接口；外殼體內設有底板，底板上設有加熱組件和溫度傳感器，拉伸組件包括驅動模塊、兩絲桿以及兩拉伸塊，兩拉伸塊分別位于底板兩側，每一拉伸塊上設有均設有兩螺紋孔，兩絲桿均穿過兩拉伸塊上的螺紋孔；待測試的高分子材料兩端分別固定兩拉伸塊上，拉伸塊和高分子材料之間設有拉力傳感器；該裝置可通過加熱組件加熱以及向外殼體內注入液氮的方式對外殼體內的空腔進行加熱或制冷，調節高分子材料的環境溫度，使高分子材料在整個實驗過程中保持溫度均勻，同時兩拉伸塊可在驅動模塊驅動下相互同步遠離，均勻地拉伸該高分子材料，結合拉力傳感器以及位于實驗裝置上方的攝像頭，從而準確地獲取高分子材料的應變和應力關系，該裝置可大大提高高分子材料拉伸實驗的精度，同時操作簡單，可降低拉伸實驗難度，能有效地促進高分子材料性能研究與應用開發。此外，該裝置的拉伸組件通過蝸輪蝸桿結構驅動絲桿，可以保證高分子材料在拉伸過程中被勻速且穩定地拉伸，進一步提高拉伸實驗的精度。

技術特征：

1.一種高分子材料熱應變實驗裝置，其特征在于：包括外殼體、拉伸組件、加熱組件以及溫度傳感器；

2.根據權利要求1所述的一種高分子材料熱應變實驗裝置，其特征在于：所述底板上還設有陶瓷罩體，待測試的高分子材料、所述加熱組件、所述溫度傳感器均位于所述陶瓷罩體內，待測試的高分子材料兩端穿過所述陶瓷罩體與兩拉伸塊相連。

3.根據權利要求2所述的一種高分子材料熱應變實驗裝置，其特征在于：所述陶瓷罩體頂部設有石英窗片，所述石英窗片正對所述觀察視窗。

4.根據權利要求1所述的一種高分子材料熱應變實驗裝置，其特征在于：每一絲桿上設有兩螺紋段，兩螺紋段分別為第一螺紋段、第二螺紋段，第一螺紋段、第二螺紋段的螺紋旋向相反，兩拉伸塊分別為第一拉伸塊和第二拉伸塊，所述第一拉伸塊上的兩螺紋孔分別套于兩第一螺紋段上，所述第二拉伸塊上的兩螺紋孔分別套于兩第二螺紋段上。

5.根據權利要求4所述的一種高分子材料熱應變實驗裝置，其特征在于：所述驅動模塊包括驅動電機以及渦桿軸，所述驅動電機與所述渦桿軸通過傳動件相連，所述渦桿軸上設有兩渦桿段，兩所述絲桿端部均設有渦輪，兩渦輪與兩所述渦桿段嚙合。

6.根據權利要求5所述的一種高分子材料熱應變實驗裝置，其特征在于：所述傳動件為傳動皮帶，所述驅動電機和所述渦桿軸端部均設有皮帶輪，所述傳動皮帶連接兩所述皮帶輪。

7.根據權利要求1所述的一種高分子材料熱應變實驗裝置，其特征在于：所述溫度傳感器為紅外測溫探頭，所述外殼體側面連接有測溫電學接口，所述紅外測溫探頭與所述測溫電學接口通過導線相連。

8.根據權利要求1所述的一種高分子材料熱應變實驗裝置，其特征在于：所述加熱組件包括加熱座以及固定在加熱座上的干燒加熱棒，待測試的高分子材料位于所述干燒加熱棒上方。

9.根據權利要求2所述的一種高分子材料熱應變實驗裝置，其特征在于：所述外殼體內還設有冷氣導管，所述冷氣導管一端與所述冷氣接口相連，另一端連接于所述陶瓷罩體上。

10.根據權利要求2所述的一種高分子材料熱應變實驗裝置，其特征在于：所述外殼體側面還設有兩氣氛接口。

技術總結
本技術一種高分子材料熱應變實驗裝置，涉及材料冷熱拉伸裝置，該實驗裝置包括外殼體和拉伸組件；外殼體側面設有冷氣接口；外殼體內設有底板，底板上設有加熱組件和溫度傳感器，拉伸組件包括驅動模塊、兩絲桿以及兩拉伸塊，兩拉伸塊分別位于底板兩側，待測試的高分子材料兩端分別固定兩拉伸塊上，拉伸塊和高分子材料之間設有拉力傳感器。本技術的有益效果為：該裝置可通過加熱組件加熱以及向外殼體內注入液氮的方式對外殼體內的空腔進行加熱或制冷，使高分子材料在整個實驗過程中保持實驗環境溫度均勻；兩拉伸塊可在驅動模塊驅動下拉伸該高分子材料，該裝置可大大提高高分子材料拉伸實驗的精度。

技術研發人員：彭宇,王楊
受保護的技術使用者：蘇州科儀謙精密設備有限公司
技術研發日：20240313
技術公布日：2024/11/28