適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種夾具，尤指一種適用于掃描電鏡的實驗機用的拉伸夾具。
【背景技術】
[0002]目前，將材料實驗機與掃描電鏡結合起來的原位加載觀測技術受到了高度關注。現有技術只可以實現啞鈴狀試樣在張拉破壞下的原位加載觀測，這對于金屬材料是適用的。但對于陶瓷、巖石等脆性材料，一方面很難加工成所需的啞鈴狀并滿足尺寸精度要求，另一方面容易在固定端產生應力集中導致試樣在端部破壞，因而無法在電鏡視場中觀察到斷裂部位。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具，該夾具可在掃描電鏡真空腔中對脆性材料進行直接拉伸實驗。樣品只需加工成簡單的長方體形狀，然后用膠固定在夾具中，并通過夾具的定位斜面實現精確對中，從而確保施加在樣品上的是單軸拉伸載荷，避免了端部壓潰和偏心致剪的缺陷。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型的技術解決方案為:一種適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具，其特征在于:包括左、右加載頭和左、右樣品座，每個樣品座的一端設有定位槽，用于粘結樣品，另一端可以嵌入到加載頭中，所述左加載頭與右加載頭的中軸線重合，試樣置于所述左樣品座與右樣品座之間，所述樣品座與加載頭緊密貼合在一起。
[0005]本實用新型適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具，其中所述樣品座的一端寬度大于另一端寬度，中間沿圓弧面過渡，所述弧面與窄端側面相切，與寬端側面相交；
[0006]本實用新型適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具，其中所述樣品座窄端中央設有定位槽，定位槽橫截面為長方形，槽底長度與槽口長度相同，槽底寬度略小于槽口寬度，所述定位槽的四個壁面中，一個較寬的壁面與所述樣品座窄端的端面斜交，另外三個壁面與所述樣品座窄端的端面垂直；
[0007]本實用新型適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具，其中所述加載頭的一端上部開設拉伸槽，槽底面為垂直于所述加載頭端面的平面，槽底超出加載頭中軸線的距離為樣品座厚度的一半，與所述加載頭端面相交的槽壁為弧面，弧面半徑與所述樣品座側面的過渡弧面的半徑相同，在所述加載頭端面處的槽口寬度與所述樣品座窄端的寬度相同；
[0008]本實用新型適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具，其中所述加載頭的另一端中心加工有中央定位孔，所述中央定位孔的外部沿周向加工有若干個螺孔。
[0009]采用上述方案后，本實用新型適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具通過加載頭和樣品座將試樣安裝到實驗機上，進行拉伸實驗時，一側加載頭固定不動，另一側加載頭向外移動，帶動樣品座向外移動，當另一側樣品座受到加載頭的約束不再移動時，拉伸載荷施加到樣品上，從而在試樣內部形成理想的單軸拉伸應力場。
[0010]本實用新型的進一步有益效果是:在樣品座端部開設定位槽，使得安裝試樣更加便捷和精準，實驗時只需將膠滴入定位槽中，然后插入試樣用力擠壓即可將試樣固定好，而且粘結面要比單純的端面粘結多四個面，使得粘結更加牢固。
[0011]本實用新型的進一步有益效果是:將樣品座端部定位槽的一個壁面設為斜面，可滿足不同厚度試樣的安裝需要，并有助于將試樣擺正，避免偏心。
[0012]本實用新型的進一步有益效果是:在加載頭的端面加工中央定位孔和若干個螺孔，方便固定加載頭與實驗機的機架連接，并確保中心軸線與試驗機作動器中心軸線一致。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具的俯視立體分解圖；
[0014]圖2是本實用新型適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具的仰視立體分解圖；
[0015]圖3是本實用新型適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具加載頭的主視圖；
[0016]圖4是本實用新型適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具加載頭的俯視圖；
[0017]圖5是本實用新型適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具樣品座的軸測圖。
[0018]下面結合附圖，通過實施例對本實用新型做進一步的說明。
【具體實施方式】
[0019]如圖1至圖5所示，本實用新型適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具，包括左加載頭
1、右加載頭2、左樣品座3和右樣品座4。左加載頭I的右端上部開設左拉伸槽5。右加載頭2的左端上部開設右拉伸槽6。所述左拉伸槽5中嵌入左樣品座3。所述右拉伸槽6中嵌入右樣品座4。拉伸槽弧形側壁與樣品座側壁弧面緊密貼合在一起。左樣品座3的右端開設左定位槽
7。右樣品座4的左端開設右定位槽8。塊狀試樣9的兩端分別粘結在左定位槽7和右定位槽8中。左加載頭I的左端面中心加工有左中央定位孔10，位于左中央定位孔10外圍的左加載頭I左端面沿周向加工有四個螺孔11。設置左中央定位孔10、左螺孔11用于與實驗機的作動器連接。右加載頭2的右端面中心加工有右中央定位孔12，位于右中央定位孔12外圍的右加載頭2右端面沿周向加工有四個螺孔13。設置右中央定位孔12、右螺孔13用于與實驗機的機架連接。
[0020]測試試樣時，先在試驗機的機架上安裝好右加載頭2，在試驗機的作動器上安裝好左加載頭I。每次試驗時，先將試樣粘結在左樣品座3和右樣品座4之間，然后通過實驗機作動器移動左加載頭位置，使得可以將左右樣品座分別嵌入到左右加載頭的拉伸槽中。通過實驗機的作動器移動左加載頭，使兩側加載頭拉伸槽的弧形側壁均與樣品座側壁弧面緊密貼合在一起，從而向試樣施加初始載荷將其固定，然后將機架整體推入到掃描電鏡真空腔對試樣進行拉伸加載實驗，試樣被拉斷后連同樣品座一起取出，清理樣品座定位槽后即可粘結下一個樣品進行實驗。
[0021]以上所述實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型的權利要求書確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具，其特征在于:包括左、右加載頭(I，2)和左、右樣品座(3，4)，每個樣品座的一端設有定位槽，用于粘結樣品，另一端可以嵌入到加載頭中，所述左加載頭與右加載頭的中軸線重合，試樣置于所述左樣品座與右樣品座之間，所述樣品座與加載頭緊密貼合在一起。2.如權利要求1所述的適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具，其特征在于:所述左加載頭(I)的右端上部開設左拉伸槽(5)，所述右加載頭(2)的左端上部開設右拉伸槽(6)，槽底面為垂直于所述加載頭(I，2)端面的平面，與所述加載頭(I，2)端面相交的槽壁為弧面，弧面半徑與所述樣品座(3，4)側面的過渡弧面的半徑相同，在所述加載頭(1，2)端面處的槽口寬度與所述樣品座(3，4)窄端的寬度相同。3.如權利要求2所述的適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具，其特征在于:所述拉伸槽(5，6)底面超出加載頭(I，2)中軸線的距離為樣品座(3，4)厚度的一半。4.如權利要求1所述的適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具，其特征在于:所述樣品座(3，4)的一端寬度大于另一端寬度，中間沿圓弧面過渡，所述弧面與窄端側面相切，與寬端側面相交。5.如權利要求4所述的適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具，其特征在于:所述樣品座(3，4)的窄端中央設有定位槽(7，8)，定位槽橫截面為長方形。6.如權利要求5所述的適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具，其特征在于:所述定位槽(7，8)的四個壁面中，一個較寬的壁面與所述樣品座窄端的端面斜交，另外三個壁面與所述樣品座窄端的端面垂直，槽底長度與槽口長度相同，槽底寬度小于槽口寬度。7.如權利要求1所述的適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具，其特征在于:所述左加載頭(I)的左端面中心加工有左中央定位孔(10)，位于左中央定位孔(10)外圍的左加載頭左端面沿周向加工有四個螺孔(11)，所述右加載頭(2)的右端面中心加工有右中央定位孔(12)，位于右中央定位孔(12)外圍的右加載頭右端面沿周向加工有四個螺孔(13)。
【專利摘要】一種適用于掃描電鏡的實驗機拉伸夾具，屬于夾具領域，包括左、右加載頭和左、右樣品座，左加載頭右端、右加載頭左端分別開設拉伸槽，嵌入左、右樣品座，左樣品座右端、右樣品座左端分別開設定位槽，可將樣品插入粘結起來。本實用新型可在掃描電鏡真空腔中對脆性材料進行直接拉伸實驗，有效解決了小型脆性材料試樣的端部固定問題，避免了試樣安裝時產生的偏斜帶來的不利影響。
【IPC分類】G01N3/04, G01N23/22
【公開號】CN205209873
【申請號】CN201520925150
【發明人】彭瑞東, 劉紅彬, 唐松磊, 彭增林, 孫志誠, 徐大振, 謝鳳淋, 張濤
【申請人】中國礦業大學(北京)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年11月19日