CN111413360A - 一种用于x射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于X射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置,包括拉力装置和腐蚀液容器,所述拉力装置放置在腐蚀液容器内,腐蚀液容器内装有腐蚀溶液;拉力装置包括电机、上支架、底座、加载螺杆、拉力框架,电机的输出轴与加载螺杆连接,加载螺杆外与拉力框架固定连接,拉力框架的底部固定有上夹具,底座的上表面一体成型地设置有一下夹具。本发明通过加载螺杆、拉力框架、和上下夹具的配合,实现持续调节加载至待测试样上的拉力,同时通过压力传感器与电机的配合,实现待测试样上的实际载荷与预设的目标载荷相等,且本装置体积小,符合X射线显微镜的使用需求。

Description

一种用于X射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置
技术领域
本发明涉及应力腐蚀试验设备,尤其是一种用于X射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置。
背景技术
应力腐蚀是指材料在拉应力和腐蚀介质共同作用下导致的腐蚀加速行为,其所引起的事故往往没有事先预兆,会导致灾难性后果,如化工设备***,油田管道破裂等。虽然科研工作者对材料应力腐蚀行为开展了大量的研究,但是有关不同材料应力腐蚀的机制与过程还有很多问题有待澄清。
X射线显微镜是新兴的一种材料分析测试技术,其可以通过材料对X射线的吸收和衍射对材料内部结构和晶体取向分布进行无损分析。通过一些原位实验附件的开发,可以利用X射线显微镜原位实时研究材料在环境作用下的服役行为,更加准确的理解和洞悉材料的特性,为材料的合理使用和新材料的开发提供更多的依据。目前商业化的X射线显微镜尚没有可实现原位应力腐蚀研究的附件。
由于X射线显微镜X光源功率的限制,X光源和探测器之间的距离较近,可安放附件的空间有限。同时为了获得高的信噪比,提高成像效果的清晰度和分辨率,也要求X光源和探测器之间距离尽可能接近。小型化是X射线显微镜原位应力腐蚀装置的一个重要要求和关键技术特征。本发明提供了一种小型的可用于X射线显微镜的原位应力腐蚀研究装置。
发明内容
为解决现有原位应力腐蚀设备存在的缺陷,本发明提出了一种用于X射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置。
实现本发明目的的技术解决方案为:
一种用于X射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置,包括拉力装置和腐蚀液容器,所述拉力装置放置在腐蚀液容器内,腐蚀液容器内装有腐蚀溶液;拉力装置包括电机、上支架、底座、加载螺杆、拉力框架,所述上支架包括顶面板、底面板和背面板,其中顶面板、底面板之间通过背面板固定连接;所述电机安装在顶面板上方,且电机的输出轴上设有一减速器,电机的输出轴通过联轴器与所述加载螺杆连接,所述加载螺杆穿过顶面板并伸入至底面板中,且加载螺杆可沿轴心转动和沿轴向运动,所述底面板和底座之间通过支撑筒连接并形成一空腔;加载螺杆外与拉力框架固定连接,拉力框架随加载螺杆沿轴向运动,拉力框架穿过底面板并伸入至所述空腔中,拉力框架的底部固定有上夹具,上夹具的下表面设有用于夹持待测试样的第一卡槽,底座的上表面一体成型地设置有一下夹具,所述下夹具的上表面设有用于夹持待测试样的第二卡槽,第二卡槽与所述第一卡槽上下相对。
进一步的,本发明的用于X射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置,上支架的顶面板、底面板内分别设置有上定位滑动轴承和下定位滑动轴承,分别用于限制加载螺杆的轴向位移。
进一步的,本发明的用于X射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置,还包括压力传感器,所述压力传感器设置在加载螺杆的末端与上支架的底面板之间,且压力传感器与电机的控制器连接。
进一步的,本发明的用于X射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置,所述支撑筒由对X射线吸收率低的碳纤维、超高分子量聚乙烯或聚四氟乙烯等材料制成。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:
本发明的用于X射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置通过加载螺杆、拉力框架、和上下夹具的配合,实现持续调节加载至待测试样上的拉力,同时通过压力传感器与电机的配合,实现待测试样上的实际载荷与预设的目标载荷相等,且本装置体积小,符合X射线显微镜的使用需求。
附图说明
图1是本发明的用于X射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置的整体结构主视图。
图2是本发明的用于X射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置的整体结构左视图。
附图标记含义:1、电机,2、联轴器,3、连接螺母,4、上定位滑动轴承,5、加载螺杆,6、上支架,61、顶面板,62、背面板,63、底面板,7、下定位滑动轴承,8、压力传感器,9、拉力框架,10、上夹具,101、第一卡槽,11、支撑筒,111、空腔,12、底座,121、下夹具,122、第二卡槽,13、腐蚀液容器构成,14、待测试样。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
一种用于X射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置,如图1、图2所示,包括拉力装置和腐蚀液容器13,所述拉力装置放置在腐蚀液容器13内,腐蚀液容器13内装有腐蚀溶液。
拉力装置包括电机1、上支架6、底座12、加载螺杆5、拉力框架9。所述上支架6包括顶面板61、底面板63和背面板62,其中顶面板61、底面板63之间通过背面板62固定连接。
所述电机1安装在顶面板61上方,且电机1的输出轴上设有一减速器,电机1的输出轴通过联轴器2与所述加载螺杆5连接,所述加载螺杆5穿过顶面板61并伸入至底面板63中,且加载螺杆5可沿轴心转动和沿轴向运动,加载螺杆5的末端与上支架6的底面板之间设有压力传感器8,且压力传感器8与电机1的控制器连接。上支架6的顶面板、底面板内分别设置有上定位滑动轴承4和下定位滑动轴承7,分别用于限制加载螺杆5的轴向位移。
所述底面板63和底座12之间通过支撑筒11连接并形成一空腔111,所述支撑筒11由对X射线吸收率低的碳纤维、超高分子量聚乙烯或聚四氟乙烯等材料制成。加载螺杆5外与拉力框架9固定连接,拉力框架9随加载螺杆5沿轴向运动。拉力框架9穿过底面板63并伸入至所述空腔111中,拉力框架9的底部固定有上夹具10,上夹具10的下表面设有用于夹持待测试样14的第一卡槽101,底座12的上表面一体成型地设置有一下夹具121,所述下夹具121的上表面设有用于夹持待测试样14的第二卡槽122,第二卡槽122与所述第一卡槽101上下相对。
本发明的用于X射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置工作原理如下:
电机1用于提供拉伸实验的拉力,其通过联轴器2带动加载螺杆5旋转,通过螺旋传动使拉力框架9向上运动,进而带动上夹具10实现对待测试样14的加载。加载螺杆5由上定位滑动轴承4和下定位滑动轴承7限制其轴向位移,加载螺杆5可以在两滑动轴承之间转动和沿轴向运动。
在拉伸实验过程中拉力框架9给加载螺杆5一个大小相等的反作用力,加载螺杆5底部由压力传感器8支撑,因此待测试样14受到的拉力与压力传感器8受到的压力大小相等。通过压力传感器8反馈的压力信号控制电机1的加载,直到待测试样14的实际载荷与预设的目标载荷相等。支撑筒1是连接上支架6和底座12的框架,支撑筒11用对X射线吸收率低的碳纤维、超高分子量聚乙烯或聚四氟乙烯等材料制成。
拉力装置放置在腐蚀液容器13中,再将整个试验装置放置于X射线微量分析仪试验台上,在实验过程中将实验用腐蚀溶液注入到腐蚀液容器13中。
以上所述仅是本发明的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于X射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置,其特征在于,包括拉力装置和腐蚀液容器(13),所述拉力装置放置在腐蚀液容器(13)内,腐蚀液容器(13)内装有腐蚀溶液;
拉力装置包括电机(1)、上支架(6)、底座(12)、加载螺杆(5)、拉力框架(9),所述上支架(6)包括顶面板(61)、底面板(63)和背面板(62),其中顶面板(61)、底面板(63)之间通过背面板(62)固定连接;所述电机(1)安装在顶面板(61)上方,且电机(1)的输出轴上设有一减速器,电机(1)的输出轴通过联轴器(2)与所述加载螺杆(5)连接,所述加载螺杆(5)穿过顶面板(61)并伸入至底面板(63)中,且加载螺杆(5)可沿轴心转动和沿轴向运动,所述底面板(63)和底座(12)之间通过支撑筒(11)连接并形成一空腔(111);
加载螺杆(5)外与拉力框架(9)固定连接,拉力框架(9)随加载螺杆(5)沿轴向运动,拉力框架(9)穿过底面板(63)并伸入至所述空腔(111)中,拉力框架(9)的底部固定有上夹具(10),上夹具(10)的下表面设有用于夹持待测试样(14)的第一卡槽(101),底座(12)的上表面一体成型地设置有一下夹具(121),所述下夹具(121)的上表面设有用于夹持待测试样(14)的第二卡槽(122),第二卡槽(122)与所述第一卡槽(101)上下相对。
2.根据权利要求1所述的用于X射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置,其特征在于,上支架(6)的顶面板、底面板内分别设置有上定位滑动轴承(4)和下定位滑动轴承(7),分别用于限制加载螺杆(5)的轴向位移。
3.根据权利要求1所述的用于X射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置,其特征在于,还包括压力传感器(8),所述压力传感器(8)设置在加载螺杆(5)的末端与上支架(6)的底面板之间,且压力传感器(8)与电机(1)的控制器连接。
4.根据权利要求1所述的用于X射线显微镜的原位应力腐蚀试验装置,其特征在于,所述支撑筒(11)由对X射线吸收率低的碳纤维、超高分子量聚乙烯或聚四氟乙烯等材料制成。
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