一种用于丝状材料截面的纳米压入测试夹具的制作方法

本发明涉及纳米压入技术领域，具体涉及一种用于丝状材料截面的纳米压入测试夹具。

技术背景

纳米压入测量是近几年兴起的一种新兴技术，能够通过计算机控制载荷连续变化，连续监测材料的压深量,广泛适用于测量薄膜、镀层、微机电系统中的材料等微小体积材料的力学性能，可以在纳米尺度上测量材料各种力学性质。与传统的材料试验机相比，该技术不需要破坏材料，同时测量的准确性也得到了大幅度的提升，测量时可以在不需要分离薄膜和基底材料的情况下直接得到薄膜材料的力学性能，也可以直接测得材料的各种力学性质，如载荷-位移曲线、弹性模量、硬度、断裂韧性、应变硬化效应、粘弹性或蠕变行为等。随着纳米材料的制备和加工技术的发展，越来越多的材料的研究尺寸进入了微纳米尺度。

目前丝状材料横截面的力学性能受限于其尺寸的影响无法很好的被纳米压入仪所测量，因此为了能够使得纳米压入仪测量丝状材料横截面的力学性能，需要设计一种用于其截面纳米压入测试的夹具装置，将丝状材料叠加在一起，从而很好地进行纳米压入测试工作。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种用于丝状材料截面纳米压入测试夹具，以实现高效地、安全地和稳定地测量光纤类材料截面的力学性能。

本发明技术方案如下：

一种用于丝状材料截面的纳米压入测试夹具，其特征在于，包括固定机架、设置在固定机架上的底板及设置在固定机架上的丝状材料夹紧装置，所述丝状材料夹紧装置包括限位挡板及锁紧螺栓，所述固定机架的端面板两侧分别设有固定板，所述固定板上开设有通孔，所述限位挡板的两端分别设有连接耳，且连接耳上开设有通孔，所述限位挡板滑动配合设置在固定机架上，所述锁紧螺栓穿设在固定板与连接耳上，并通过螺母进行锁紧，从而对固定机架上的丝状材料进行夹紧。

所述的一种用于丝状材料截面的纳米压入测试夹具，其特征在于，所述固定机架的两侧板上下部相对位置分别设有滑槽，所述底板两端设有台阶，并通过台阶与滑槽进行插接固定。

所述的一种用于丝状材料截面的纳米压入测试夹具，其特征在于，所述固定机架的两侧板上相对位置分别设有导向轨，所述连接耳与限位挡板连接处设有凹槽，并通过凹槽与导向轨滑动配合。

所述的一种用于丝状材料截面的纳米压入测试夹具，其特征在于，所述限位挡板的高度低于固定机架及待测样品的顶部高度，便于进行纳米压入测试。

本发明的有益效果是：该装置设计巧妙，结构合理，使用方便，运用本装置为丝状材料的样品进行横截面的纳米压入测试，方便满足了不同丝状材料的截面的力学性能的测试，扩大了纳米压入仪所能测量的材料的范围，对纳米压入的研究领域具有重要的意义。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明的固定机架示意图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明的限位挡板示意图；

图6为本发明的底板示意图；

图中：1-固定机架；2-螺栓；3-样品；4-限位挡板；5-螺母；6-通孔；7-滑槽；8-导向轨；9底板。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的描述：

如图1-6所示，用于丝状材料截面的纳米压入测试的夹具，包括夹具的主体部分固定机架1，固定机架1的两侧板上下部分别在相对位置处设置有滑槽7，固定机架1的两侧板中间相对位置设置有导向轨8；底板9通过两侧滑槽7与固定机架1进行配合，限位挡板4通过导向轨8以及配合螺栓2和螺母5对样品3进行固定夹紧，样品3的端面紧贴底板9，两个侧面分别紧贴限位挡板4和固定机架1的的内侧进行固定定位。

实施例：

一种用于丝状材料截面的纳米压入测试夹具，其特征在于，包括固定机架1、设置在固定机架1上的底板9及设置在固定机架1上的丝状材料夹紧装置；底板9用于样品3的横截面紧贴定位；

本实施例中丝状材料夹紧装置包括限位挡板4及锁紧螺栓2，所述固定机架1的端面板两侧分别设有固定板6，且固定板6上开设有通孔，限位挡板4的两端分别设有连接耳，且连接耳上开设有通孔，所述限位挡板4设有一个或多个，且分别滑动配合设置在固定机架1上，样品3设置在相邻限位挡板4之间，或限位挡板4与固定机架1的端面板之间；所述锁紧螺栓2穿设在固定板6与连接耳上，并通过螺母进行锁紧，从而对固定机架1上的丝状材料进行夹紧。

本实施例中固定机架1的两侧板上下部相对位置分别设有滑槽7，所述底板9两端设有台阶，底板9通过台阶插接在滑槽7内，从而固定在固定机架1底部。

本实施例中固定机架1的两侧板上相对位置分别设有导向轨8，连接耳与限位挡板4连接处设有凹槽，并通过凹槽与导向轨8滑动配合，导向轨8能够设置多个限位挡板4，且多个限位挡板4平行设置在导向轨8内。

本实施例中限位挡板4的高度低于固定机架1及待测样品3的顶部高度，便于进行纳米压入测试。

工作过程：

首先，将底板9沿着固定机架1上的一侧滑槽7插入固定；然后将待测的丝状材料样品3的截面紧贴底板9对齐放置，紧紧靠住固定机架1有序地排好一排，将限位挡板4通过其的凹进与固定机架1上的导向轨8配合，固定住待测丝状材料样品3，重复上述步骤，插入并且固定好多排待测样品3后，使用螺栓2穿过限位挡板4上的通孔6与螺母5来固定夹紧待测样品3。此时，抽出放置在底部的底板9，然后将底板9插入固定机架1另一侧的滑槽7中固定，然后将整个装置上下翻转，这时原本在底部已经对齐好的丝状样品3的截面被翻转到上端面，这一步完成了待测样品3的截面对齐工作。最后就可以将该装置放置于纳米压入仪上进行相关的测试。

技术特征：

1.一种用于丝状材料截面的纳米压入测试夹具，其特征在于，包括固定机架（1）、设置在固定机架（1）上的底板及设置在固定机架（1）上的丝状材料夹紧装置，所述丝状材料夹紧装置包括限位挡板（4）及锁紧螺栓（2），所述固定机架（1）的端面板两侧分别设有固定板（6），所述固定板（6）上开设有通孔，所述限位挡板（4）的两端分别设有连接耳，且连接耳上开设有通孔，所述限位挡板（4）滑动配合设置在固定机架（1）上，所述锁紧螺栓（2）穿设在固定板（6）与连接耳上，并通过螺母进行锁紧，从而对固定机架（1）上的丝状材料进行夹紧。

2.根据权利要求1所述的一种用于丝状材料截面的纳米压入测试夹具，其特征在于，所述固定机架（1）的两侧板上下部相对位置分别设有滑槽（7），所述底板（9）两端设有台阶，并通过台阶与滑槽（7）进行插接固定。

3.根据权利要求1所述的一种用于丝状材料截面的纳米压入测试夹具，其特征在于，所述固定机架（1）的两侧板上相对位置分别设有导向轨（8），所述连接耳与限位挡板（4）连接处设有凹槽，并通过凹槽与导向轨（8）滑动配合。

4.根据权利要求1所述的一种用于丝状材料截面的纳米压入测试夹具，其特征在于，所述限位挡板（4）的高度低于固定机架（1）及待测样品（3）的顶部高度，便于进行纳米压入测试。

技术总结
本发明公开了一种用于丝状材料截面的纳米压入测试夹具，包括固定机架、设置在固定机架上的底板及设置在固定机架上的丝状材料夹紧装置，所述丝状材料夹紧装置包括限位挡板及锁紧螺栓，所述固定机架的端面板两侧分别设有固定板，所述固定板上开设有通孔，所述限位挡板的两端分别设有连接耳，且连接耳上开设有通孔，所述限位挡板滑动配合设置在固定机架上，本发明的有益效果是：该装置设计巧妙，结构合理，使用方便，运用本装置为丝状材料的样品进行横截面的纳米压入测试，方便满足了不同丝状材料的截面的力学性能的测试，扩大了纳米压入仪所能测量的材料的范围，对纳米压入的研究领域具有重要的意义。

技术研发人员：马毅;吴伊帆;谢续友;黄先伟;俞越翎;张泰华
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：2020.01.16
技术公布日：2020.04.21