一种同步辐射光源白光劳厄衍射用原位拉伸试验装置

本发明涉及原位拉伸试验设备，特别是涉及一种同步辐射光源白光劳厄衍射用原位拉伸试验装置。

背景技术：

1、同步辐射白光劳厄微区衍射技术是材料微结构研究的重要手段之一。通过对衍射花样的分析可以获取微区相结构、位错结构、晶体取向等重要结构信息。因此，利用白光劳厄衍射研究材料在拉伸过程位错结构、晶体取向等微结构的演化过程，对于增进对材料变形行为与机制的理解和材料微结构优化设计具有重要意义。

2、利用白光劳厄衍射研究材料在拉伸过程位错结构、晶体取向等微结构的演化过程需要使用拉伸试验设备。传统的拉伸试验设备，比如申请号为“202211396281.8”，名称为“一种与小角中子散射联用的耦合高低温环境的原位拉伸仪”的发明专利中，其技术方案包括原位拉伸仪主体和控温环境箱，控温环境箱设置于原位拉伸仪内；原位拉伸仪主体包括上拉伸装置和下拉伸装置，上拉伸装置上设有上夹具，下拉伸装置上设有下夹具；控温环境箱的前后两侧上分别设有前中子束窗和后中子束窗，控温环境箱内设有控温箱主体，控温箱主体内设有加热装置和冷却装置，上拉伸装置能够穿过控温环境箱和控温箱主体的上侧，下拉伸装置能够穿过控温环境箱和控温箱主体的下侧。其原位拉伸仪通过利用上下拉伸装置对样品进行双向加载，控温环境箱给样品提供一个高温或低温的环境，实现与小角中子散射谱仪的力热耦合联用。

3、但是，其加热装置和冷却装置是通过对箱体内整体温度进行控制，进而控制样品温度。此种温度控制方式不仅难以将样品温度加热到很高的水平，而且加热速度慢，试验效率低。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种同步辐射光源白光劳厄衍射用原位拉伸试验装置，以解决现有技术存在的问题，能够对样品直接进行接触加热，加热效率更高，便于将样品加热至高温水平。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种同步辐射光源白光劳厄衍射用原位拉伸试验装置，包括用于照射样品的同步辐射光源以及设置在真空腔体内的第一夹具、第二夹具和加热机构，所述第一夹具和第二夹具分别用于固定所述样品的两端并对所述样品施加拉力；所述加热机构包括位于所述第一夹具和第二夹具之间的陶瓷底座、加热片和电极，所述加热片和电极均固定在所述陶瓷底座上，所述加热片与所述电极连接；所述加热片上设置有均温盖，所述均温盖的上表面与所述加热片相接触。

3、优选的，所述加热机构还包括支撑座、陶瓷外罩和外壳，所述陶瓷外罩设置在所述陶瓷底座、所述加热片和所述均温盖的外侧，沿所述陶瓷外罩的直径方向，所述陶瓷外罩上设置有用于容纳所述样品的凹槽；所述外壳可拆卸地固定在支撑座上，并套设在所述陶瓷外罩的外侧，所述电极的接线端自所述外壳露出；所述外壳的顶部设置有透光区，所述透光区与所述凹槽的位置对应；优选的，所述均温盖上设置有用于测量所述样品温度的热电偶。

4、优选的，所述支撑座通过弹簧顶丝固定在所述真空腔体内。

5、优选的，所述第一夹具、第二夹具和所述加热机构均设置在一箱体内，所述箱体上设置有透射窗口，所述箱体还与抽真空设备连接。

6、优选的，所述第一夹具和所述第二夹具均与通过丝杠与减速器传动连接，且所述第一夹具、所述第二夹具与所述丝杠配合位置的螺纹旋向相反。

7、优选的，所述第一夹具或所述第二夹具上还设置有用于测量拉力的拉力传感器。

8、优选的，还包括高压气瓶、液氮杜瓦罐、冷台和制冷头，所述高压气瓶通过第一管路与所述液氮杜瓦罐连通，且所述第一管路的端部位于所述液氮杜瓦罐内液氮的液面之上；所述冷台固定在所述箱体的壁上，所述冷台的两端分别位于所述箱体的内、外两侧；所述冷台的外端中设置有与所述液氮杜瓦罐连通的第二管路，所述第二管路的一端位于所述液氮杜瓦罐内液氮的液面之下，另一端进行排气；所述冷台的内端通过冷量传递部与制冷头连接，所述制冷头与所述样品接触。

9、优选的，还包括水平底座、支架、样品高度调整台和样品位置调整台，所述支架固定在水平底座上，且所述支架上具有与水平面呈45°的斜面，所述样品高度调整台固定在所述斜面上，所述样品位置调整台固定在所述样品高度调整台上，所述箱体固定在所述样品位置调整台上；所述样品高度调整台用于调节所述样品位置调整台和所述箱体相对于所述斜面的垂直距离，所述样品位置调整台用于调节在所述箱体在平行于所述斜面的一平面上的位置。

10、优选的，所述样品位置调整台具有相垂直的第一调整轴和第二调整轴，用于调节所述箱体在所述第一调整轴、所述第二调整轴上的位置。

11、优选的，还包括光学测距仪，所述光学测距仪用于测量所述样品与同步辐射光焦点的相对距离；所述光学测距仪与所述样品高度调整台电连接。

12、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

13、本发明通过将加热机构设置在第一夹具和第二夹具之间，能够对样品直接进行接触加热，加热效率更高，可以加快试验进程；并且将样品置于真空腔室内，在提高测试结果精度的同时，还可以避免热量扩散至外界环境中，使得加热效果更加集中，可以进一步提高加热效率，将样品加热至高温水平。

技术特征：

1.一种同步辐射光源白光劳厄衍射用原位拉伸试验装置，其特征在于，包括用于照射样品的同步辐射光源以及设置在真空腔体内的第一夹具、第二夹具和加热机构，所述第一夹具和第二夹具分别用于固定所述样品的两端并对所述样品施加拉力；所述加热机构包括位于所述第一夹具和第二夹具之间的陶瓷底座、加热片和电极，所述加热片和电极均固定在所述陶瓷底座上，所述加热片与所述电极连接；所述加热片上设置有均温盖，所述均温盖的上表面与所述加热片相接触。

2.根据权利要求1所述的同步辐射光源白光劳厄衍射用原位拉伸试验装置，其特征在于，所述加热机构还包括支撑座、陶瓷外罩和外壳，所述陶瓷外罩设置在所述陶瓷底座、所述加热片和所述均温盖的外侧，沿所述陶瓷外罩的直径方向，所述陶瓷外罩上设置有用于容纳所述样品的凹槽；所述外壳可拆卸地固定在支撑座上，并套设在所述陶瓷外罩的外侧，所述电极的接线端自所述外壳露出；所述外壳的顶部设置有透光区，所述透光区与所述凹槽的位置对应；优选的，所述均温盖上设置有用于测量所述样品温度的热电偶。

3.根据权利要求2所述的同步辐射光源白光劳厄衍射用原位拉伸试验装置，其特征在于，所述支撑座通过弹簧顶丝固定在所述真空腔体内。

4.根据权利要求1所述的同步辐射光源白光劳厄衍射用原位拉伸试验装置，其特征在于，所述第一夹具、第二夹具和所述加热机构均设置在一箱体内，所述箱体上设置有透射窗口，所述箱体还与抽真空设备连接。

5.根据权利要求1所述的同步辐射光源白光劳厄衍射用原位拉伸试验装置，其特征在于，所述第一夹具和所述第二夹具均与通过丝杠与减速器传动连接，且所述第一夹具、所述第二夹具与所述丝杠配合位置的螺纹旋向相反。

6.根据权利要求5所述的同步辐射光源白光劳厄衍射用原位拉伸试验装置，其特征在于，所述第一夹具或所述第二夹具上还设置有用于测量拉力的拉力传感器。

7.根据权利要求4所述的同步辐射光源白光劳厄衍射用原位拉伸试验装置，其特征在于，还包括高压气瓶、液氮杜瓦罐、冷台和制冷头，所述高压气瓶通过第一管路与所述液氮杜瓦罐连通，且所述第一管路的端部位于所述液氮杜瓦罐内液氮的液面之上；所述冷台固定在所述箱体的壁上，所述冷台的两端分别位于所述箱体的内、外两侧；所述冷台的外端中设置有与所述液氮杜瓦罐连通的第二管路，所述第二管路的一端位于所述液氮杜瓦罐内液氮的液面之下，另一端进行排气；所述冷台的内端通过冷量传递部与制冷头连接，所述制冷头与所述样品接触。

8.根据权利要求4～7任意一项所述的同步辐射光源白光劳厄衍射用原位拉伸试验装置，其特征在于，还包括水平底座、支架、样品高度调整台和样品位置调整台，所述支架固定在水平底座上，且所述支架上具有与水平面呈45°的斜面，所述样品高度调整台固定在所述斜面上，所述样品位置调整台固定在所述样品高度调整台上，所述箱体固定在所述样品位置调整台上；所述样品高度调整台用于调节所述样品位置调整台和所述箱体相对于所述斜面的垂直距离，所述样品位置调整台用于调节在所述箱体在平行于所述斜面的一平面上的位置。

9.根据权利要求8所述的同步辐射光源白光劳厄衍射用原位拉伸试验装置，其特征在于，所述样品位置调整台具有相垂直的第一调整轴和第二调整轴，用于调节所述箱体在所述第一调整轴、所述第二调整轴上的位置。

10.根据权利要求9所述的同步辐射光源白光劳厄衍射用原位拉伸试验装置，其特征在于，还包括光学测距仪，所述光学测距仪用于测量所述样品与同步辐射光焦点的相对距离；所述光学测距仪与所述样品高度调整台电连接。

技术总结
本发明公开涉及一种同步辐射光源白光劳厄衍射用原位拉伸试验装置，涉及原位拉伸试验设备技术领域，包括同步辐射光源以及设置在真空腔体内的第一夹具、第二夹具和加热机构；加热机构包括位于第一夹具和第二夹具之间的陶瓷底座、加热片和电极，加热片和电极均固定在陶瓷底座上，加热片与电极连接；加热片上设置有均温盖，均温盖的上表面与加热片相接触；本发明通过将加热机构设置在第一夹具和第二夹具之间，能够对样品直接进行接触加热，加热效率更高，可以加快试验进程；并且将样品置于真空腔室内，在提高测试结果精度的同时，还可以避免热量扩散至外界环境中，使得加热效果更加集中，可以进一步提高加热效率，将样品加热至高温水平。

技术研发人员：王同敏,范国华,唐光泽,康慧君,陈宗宁,张宇博,郭恩宇,接金川,李仁庚
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5