專利名稱:雙pzt對稱集成化大應(yīng)變加載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微納觀結(jié)構(gòu)的力學檢測和實驗力學，具體講涉及雙PZT對稱集成化大應(yīng)變加載裝置。
背景技術(shù)：
納米科技是從20世紀80年代末、90年代初開始發(fā)展起來的新興科學，引起了國內(nèi)外的高度重視，特別是在納米材料方面取得了重要進展。
納米科技的重要意義首先將促使人類認知的革命，同時將引發(fā)新的工業(yè)革命，從而對我國的社會、經(jīng)濟及國家安全產(chǎn)生重大影響。
納米材料的設(shè)計開發(fā)以及性能研·究是高技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。力學、熱學性能是評價納米材料質(zhì)量的主要指標，也是進行納米機構(gòu)設(shè)計與計算的主要依據(jù)。近年來，隨著材料的合成和制造工藝的提高，其特征尺寸越來越小?，F(xiàn)代科技及研究方向逐漸邁向輕、小、薄的技術(shù)裝置，在衍射柵、絕緣介質(zhì)覆膜以及電子封裝中，越來越多地應(yīng)用。薄膜技術(shù)得到越來越多的應(yīng)用，但是傳統(tǒng)的測量裝置通常不能測量薄膜的一些力學、熱學參量。微納米壓痕方法在陶瓷和金屬中得到了成功的應(yīng)用，但是對于軟的材料，尤其是超微的材料，它們表現(xiàn)出一定的粘彈性行為，所以這種方法的應(yīng)用受到了限制。隧道掃描顯微鏡方法用來測量聚合物薄膜的參量，但是這種方法在尖端尺寸或者是接觸面積上常常限制了這種方法的準確程度。對于尺度在ΙΟΟμπι量級以下的樣品，會給常規(guī)的拉伸和壓縮實驗帶來一系列的困難。如何制作、夾持、對中(保持樣品與載荷方向的同軸)微小樣品，如何提高載荷和位移測量的分辨率，都是目前人們的關(guān)注的課題。
實驗技術(shù)在薄膜的性能研究方面有著獨特的優(yōu)勢，通過實驗可以定量地測取材料在納米尺度下的力、電、磁、熱等性能，測取微、納米尺度元件在多場作用下的力學、熱學等響應(yīng)，同時這方面的研究也將促進納米力學、熱學和材料科學研究的進行。納米力學性能可以與宏觀的應(yīng)力-應(yīng)變行為聯(lián)系起來。通過這些知識，可以幫助研究人員來設(shè)計材料。
薄膜/基底結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在信息科學以及微電子機械系統(tǒng)技術(shù)(MicroElectro-MechanicalSystem,MEMS)中有著十分重要的地位。例如在數(shù)據(jù)存儲器和處理系統(tǒng)的集成電路中就有大量的導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣薄膜，在磁盤存儲系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用的是磁性薄膜等等。這些厚度一般為幾十納米到幾十微米的薄膜，可以通過溶膠-凝膠、真空蒸發(fā)、磁控濺射、分子束外延鍍膜等不同的制作工藝來制得。薄膜中均會有或壓或拉的殘余應(yīng)力，在第1、I1、III類殘余應(yīng)力中，有的高達幾個GPa，因此薄膜/基底結(jié)構(gòu)通常是工作在殘余應(yīng)力和熱應(yīng)力以及外加應(yīng)力的聯(lián)合作用下。這類薄膜的第一類破壞形式是斷裂；第二類則是屈曲、散裂。薄膜在納米尺度上的變形和損傷直接影響到器件的性能和壽命，因此，將薄膜/基底作為一個基本結(jié)構(gòu)，對其中薄膜的力學、熱學行為進行研究，具有其必要性和緊迫性。
所謂納米薄膜是指在空間只有一維處于納米尺度而另兩維不是納米尺度的物質(zhì)，是由分子或晶粒均勻鋪開構(gòu)成薄膜，可以是超薄膜、多層膜和超晶格等。納米薄膜根據(jù)它的構(gòu)成和致密程度又可分為顆粒膜和致密膜。納米薄膜可以是金屬、半導(dǎo)體、絕緣體、有機高分子材料。本發(fā)明研究的薄膜是單層納米薄膜。
對于納米薄膜來說，其性能包括力、熱、光、磁等方面，基于專業(yè)以及課題方向，這里只介紹薄膜的力學和熱學性能。
材料的硬度、彈性模量和塑性是主要的力學性能，納米材料與常規(guī)的固體有很大的不同。相比于宏觀材料，有些納米材料的屈服強度會降低、延展性會增加、硬度會減小。隨著組成納米材料的微粒粒徑的減小，納米材料的彈性模量比固體材料要小得多，而且微粒粒徑越小，材料彈性模量越小。
塑性是在一定的應(yīng)力拉伸下產(chǎn)生的伸長變形，隨著納米材料構(gòu)成微粒粒徑的減小而大大增加，表現(xiàn)出超塑性。例如陶瓷材料一般應(yīng)是非塑性材料，但是納米陶瓷就表現(xiàn)出超塑性。
納米材料的比熱容比常規(guī)材料高得多。而且構(gòu)成納米材料的納米微粒粒徑越小，材料的比熱容越大。納米材料的熱膨脹比常規(guī)粗晶晶體大。而且有關(guān)資料表明組成納米材料的微粒粒徑越大，在相同溫度時的熱膨脹值就越小，而微粒粒徑越小，熱膨脹值就越大。
納米材料的熱穩(wěn)定性是指在一定的溫度范圍內(nèi)納米微粒尺寸無明顯變化的現(xiàn)象，若顆粒尺寸無明顯變化的溫度區(qū)域越寬，它的熱穩(wěn)定性越好。其中的鈦薄膜有著很好的熱穩(wěn)定性，是本發(fā)明的研究對象。
微電子封裝、微機械的熱阻涂層以及切割工具的防磨損等領(lǐng)域中，薄膜技術(shù)得到越來越多的應(yīng)用，因此屈曲研究具有很大現(xiàn)實意義。例如對于半導(dǎo)體涂層上的屈曲和脫層研究，對于微電子器件的老化問題至關(guān)重要。特別是薄膜/基底二元結(jié)構(gòu)在信息科學與工程中占有十分重要的地位。例如在數(shù)據(jù)存儲和處理系統(tǒng)的集成電路中就含有大量的導(dǎo)電、半導(dǎo)電和絕緣薄膜，在磁盤存儲系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用的磁性薄膜等。這些厚度一般為幾十納米至幾十微米的薄膜受到或拉或壓的殘余應(yīng)力。屈曲問題研究的意義在于能夠從屈曲形貌中獲得重要的力學參數(shù)，例如膜的內(nèi)應(yīng)力和界面附著能、彈性模量、能量釋放率等。
對于薄膜/基底系統(tǒng)的力學性能的測試有很多不同的方法，比較成熟的技術(shù)有X射線衍射測量應(yīng)力法、納米壓入和劃入技術(shù)、外部載荷屈曲形貌法[5]，等等。其中X射線法有其局限性，不能真正測出材料在納米尺度下的表層內(nèi)的力學性能。比較有良好發(fā)展前景的技術(shù)是納米壓痕和劃痕微尺度力學測試技術(shù)，盡管人們對這種新興的技術(shù)尚未完全認識。它具有操作方便、樣品制備簡單、測量和定位分辨率高等優(yōu)點。但是正如前面提到的，納米壓痕技術(shù)在金屬和陶瓷測量方面取得了很大的成功，但是對于納米尺度材料力學性能測量來說，納米尺度下的材料表現(xiàn)出一定的粘彈性，這是納米壓入劃入技術(shù)所欠缺的地方。只有外部載荷屈曲形貌方法能測量薄膜于基底材料交界的性能。對于外部載荷下屈曲形貌的探索研究是薄膜脫層屈曲現(xiàn)象的基礎(chǔ)。
另外有電鏡技術(shù)(SEM，TEM, AFM)和圖像處理技術(shù)在薄膜斷裂和薄膜屈曲問題的研究中得到了應(yīng)用。
在壓縮載荷(應(yīng)力)作用下，薄膜/基底二元結(jié)構(gòu)中的薄膜的屈曲問題，AG Evans等針對類鉆石碳膜(DLC)玻璃基底試樣(薄膜厚度260-460nm)，利用原子力顯微鏡(AFM)和聚焦離子束(FIB)技術(shù)，得到了表面缺陷對DLC薄膜受壓載荷下屈曲的生成和擴展影響的試驗結(jié)果。[0017]結(jié)構(gòu)受到的載荷達到臨界值時，若增加一微小的增量，則結(jié)構(gòu)的平衡位形將發(fā)生很大的改變，這種情況叫做結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或屈曲，相應(yīng)的載荷稱為屈曲載荷或臨界載荷。
而常見的制作薄膜的工藝會使得薄膜內(nèi)部存在很高的殘余壓應(yīng)力，再加之工況下的外部載荷，會使得薄膜發(fā)生屈曲。屈曲、裂紋等問題出現(xiàn)，對薄膜的機械性能有很大影響。
通常考慮的薄膜屈曲是指材料受到壓縮載荷導(dǎo)致的一種破壞模式，特征表現(xiàn)為垂直于載荷方向上大幅度的離面位移。屈曲包含各種具體形態(tài)直線型褶皺、圓形屈曲和電話線型屈曲以及曲張屈曲。濺射沉積形成的膜層表面通常受到高殘余壓應(yīng)力的作用，膜層容易脫層并產(chǎn)生屈曲，形成各種表面形態(tài)，如直線型褶皺、泡狀屈曲和電話線型屈曲。殘余應(yīng)力在金屬基底上的陶瓷膜和聚合物上的金屬膜上尤為明顯。這種材料界面的韌性較低容易受到屈曲導(dǎo)致的脫層的影響。
應(yīng)用顯微鏡觀測薄膜屈曲，也是必不可少的實驗手段。由于顯微鏡在高倍數(shù)工作時，其視場范圍有限，這對試件加載裝置的要求也是很高的。這就要求，在不同的外力作用下，原視場的觀察位置仍然保留在視場內(nèi)，不會因為載荷的變化而偏離視場。
現(xiàn)有技術(shù)的薄膜基底結(jié)構(gòu)的加載設(shè)備均為小應(yīng)變載荷。小應(yīng)變載荷下薄膜的屈曲性能的研究已取得一定進展，但是當薄膜基底結(jié)構(gòu)承受大應(yīng)變時，已有的研究結(jié)果已不能夠表征薄膜的現(xiàn)象。
薄膜基底結(jié)構(gòu)臨界載荷的大小也已經(jīng)成為其結(jié)構(gòu)性能的重要指標。當薄膜基底結(jié)構(gòu)承受軸向壓力時，若壓力超過其臨界載荷，結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，薄膜將發(fā)生屈曲，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。薄膜基底結(jié)構(gòu)的臨界載荷的測量也是十分必要的。
為了研究薄膜/基底二元系統(tǒng)的破壞機理，對薄膜基底系統(tǒng)合理施加載荷使其產(chǎn)生屈曲是十分必要的實驗手段。目前實驗中是薄膜產(chǎn)生屈曲的方法主要有兩種
方法一鍍膜前，通過拉伸的方法對基底施加一定的拉應(yīng)變。在基底拉伸的情況下鍍膜，鍍膜后釋放預(yù)加的拉應(yīng)變，粘附在基底上的薄膜就會發(fā)生屈曲。這樣的加載方式有利于在掃描電鏡下對試件進行觀察。
缺點1.載荷單一。每個基底只能施加一個預(yù)加應(yīng)變值。
2.屈曲形貌單一。鍍膜后，每個試件只能得到一個應(yīng)變值下產(chǎn)生的屈曲形貌，且在實驗過程中屈曲形貌無法改變。
3.預(yù)加應(yīng)變對薄膜屈曲的影響不可控制。若預(yù)加應(yīng)變施加過小，則薄膜不產(chǎn)生屈曲；若施加過大，則屈曲的規(guī)律性容易丟失，甚至產(chǎn)生其他破壞形式，嚴重影響實驗研究。
方法二 基底鍍膜后，對得到的試件施加壓應(yīng)力，從而使薄膜發(fā)生屈曲。壓力施加方式較簡單，將試件固定好后，從一邊開始施壓，邊觀察邊加載。這樣的加載方式有利于調(diào)整試件所受壓力和試件受載面位移，并且可觀測薄膜的屈曲形貌隨載荷的變化情況。
缺點顯微鏡觀測位置的移動過大。施加軸向載荷時，試件一側(cè)面固定，對面為加載面。當加載時，顯微鏡觀測位置會隨載荷的變化而移動，甚至越過視場觀察范圍，不利于實驗研究。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種雙PZT對稱集成化大應(yīng)變加載裝置，解決薄膜基底試件在承受軸向載荷時，觀測位置會在顯微鏡視場內(nèi)發(fā)生平移的問題，為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，包括各項技術(shù)指標完全相同的一對壓電陶瓷PZT、壓力傳感器、準靜態(tài)電荷放大器、驅(qū)動電源、數(shù)據(jù)采集控制器、計算機，計算機通過數(shù)據(jù)采集控制器、驅(qū)動電源驅(qū)動壓電陶瓷PZT;壓電陶瓷PZT設(shè)置在試件兩側(cè)，用于產(chǎn)生微位移，實現(xiàn)在試件兩側(cè)同時進行加載；壓力傳感器經(jīng)由準靜態(tài)電荷放大器連接數(shù)據(jù)采集控制器，用于反饋壓電陶瓷PZT產(chǎn)生的壓力信息。
所述驅(qū)動電源同時驅(qū)動兩只壓電陶瓷PZT，兩只壓電陶瓷PZT分別通過夾具在試件兩側(cè)同時進行加載，兩只壓電陶瓷PZT、壓力傳感器、夾具安裝在底座的滑槽內(nèi)，兩只壓電陶瓷PZT、壓力傳感器、夾具和底座的滑槽之間的接觸部位盡量光滑接觸，還設(shè)置有防止夾具豎向翹起的夾具限位裝置。
所述壓力傳感器是壓電式力傳感器。
本發(fā)明具有以下技術(shù)效果
雙PZT (壓電陶瓷)對稱集成化加載裝置就是為了解決薄膜基底試件在承受軸向載荷時，觀測位置會在顯微鏡視場內(nèi)發(fā)生平移的問題。該裝置的設(shè)計保證加載過程中的對中性。所謂對中性是指在加載過程中，兩邊夾具沿載荷軸向位移量相等，以降低試件上任意區(qū)域在加載過程中的位移，以便于原位觀測。
開發(fā)大載荷加載設(shè)備對薄膜的性能進行研究具有其實際意義及必要性。
有效測量薄膜基底結(jié)構(gòu)承受軸向壓力時的臨界載荷也是該實驗裝置的重要目的
之一 O
用于顯微鏡觀測時，隨著施加載荷的變化，觀測點不會偏離出視場，有效實現(xiàn)原位觀測。
可有效獲得大應(yīng)變條件下薄膜基底結(jié)構(gòu)的破壞現(xiàn)象。
可有效測量薄膜基底結(jié)構(gòu)試件破壞時的軸向壓力值。壓力的精度由所選壓力傳感器所決定。
可有效測量薄膜基底結(jié)構(gòu)在軸向壓力工作下的臨界載荷，為薄膜基底結(jié)構(gòu)的材料性能提供重要評價指標。


圖1軸向壓力為2. 5MPa時薄膜現(xiàn)象圖。
圖2軸向壓力為4.1MPa時的薄膜現(xiàn)象圖。
圖3軸向壓力為5. 3MPa時的薄膜現(xiàn)象圖。
圖4軸向壓力為10. 2MPa時的薄膜現(xiàn)象圖。
圖5本發(fā)明實施裝置結(jié)構(gòu)圖，圖中
①壓電式力傳感器測量試件所受壓力大小。同時將數(shù)值反饋給計算機，以便計算機對壓力進行調(diào)控。
②PZT (壓電陶瓷)主要的載荷施加裝置，通過調(diào)整其兩端電壓值來調(diào)整試件承受的壓力大小及試件的變形。
③夾具PZT產(chǎn)生的載荷經(jīng)由試件兩側(cè)夾具傳遞給試件。
④夾具限位裝置防止夾具的豎向翹起。
⑤墊塊。[0051]⑥預(yù)緊螺栓調(diào)整試件安裝時的松緊度。
⑦試件槽安放特制試件。
圖6本發(fā)明原理框圖。
具體實施方式
對壓電陶瓷(PZT)施加電壓，PZT由于存在逆壓電效應(yīng)，產(chǎn)生膨脹，進而推動夾具產(chǎn)生微位移。利用這一原理，使用兩只經(jīng)過嚴格配對的PZT在試件兩側(cè)同時進行加載，這樣就可以保證試件在不同在和工作下，其位置不會發(fā)生改變，從而保證了原位觀測的實現(xiàn)。該加載裝置具有對稱加載、載荷自動控制和采集。該裝置具有以下獨創(chuàng)性。
大載荷的施加該裝置的載荷施加范圍大，承載高?？蓪Ρ∧せ自嚰┘哟筝d荷，使時間按產(chǎn)生大應(yīng)變，有利于觀測大應(yīng)變條件下薄膜的屈曲性能。
對稱加載由兩只經(jīng)過配對的PZT控制，在施加相同電壓時，兩只PZT的為位移必須相同，這樣才能保證對稱載荷的施加以及試件的原位觀測。這就要求在加工時，兩只PZT的各項技術(shù)指標必須完全相同才能保證載荷的對稱性。使用直流電源同時對PZT施加相同電壓。由于逆壓電效應(yīng)，PZT將產(chǎn)生相同的膨脹量，從而實現(xiàn)對試件的對稱加載。施加電壓的大小可由計算機控制，根據(jù)反饋的壓力或位移偏差進行調(diào)節(jié)。
載荷自動控制和采集對PZT施加電壓可以對試件進行壓力加載，載荷的大小變化可以通過調(diào)整電壓來實現(xiàn)。電壓增大，PZT膨脹量增大，試件承受的外力也就變大；電壓變小，試件承受的外力也就變小。根據(jù)這一規(guī)律，可以通過控制電壓的大小來控制試件所受外力。該加載裝置配備了壓力傳感器和壓力測量的反饋電路，可以對施加的壓力進行精確的自動控制。壓力傳感器選用壓電式力傳感器，經(jīng)由準靜態(tài)電荷放大器最終連接計算機，實現(xiàn)力的測量與反饋。
下面結(jié)合附圖和實施例進一步詳細說明本發(fā)明。
如圖6所示，功能實現(xiàn)試件壓力的自動控制和采集。由計算機通過數(shù)據(jù)采集控制器來控制驅(qū)動電源的輸出電壓，使雙PZT輸出力或者位移，力或者位移最終作用在試件上。由力反饋電路測得輸出量，經(jīng)數(shù)據(jù)采集控制器反饋給計算機。由計算機計算偏差后，調(diào)整驅(qū)動電源的輸出電壓，從而實現(xiàn)對軸向力或邊界位移的精確自動控制。
多功能數(shù)據(jù)采集控制器采購的已有產(chǎn)品，可根據(jù)實際需要自行選用。
驅(qū)動電源已有產(chǎn)品，可根據(jù)需要自行選用。
雙PZT :可根據(jù)加載需求聯(lián)系廠家訂做。
如圖5所示，壓力傳感器設(shè)置有一只，其安裝位置在圖5中標出。使用一個直流電源同時驅(qū)動兩只壓電陶瓷，所以這兩只壓電陶瓷的驅(qū)動電壓是相同的，產(chǎn)生的壓力和膨脹量也是相同的。即同時控制兩只壓電陶瓷。
原位觀測是由試件兩個受載端面的位移所決定，而不是由壓力決定。因為在加載過程中，不論壓電陶瓷是否配對、施加電壓是否相同，試件都會始終保持靜力平衡狀態(tài)，即試件兩個受載面的力始終都是對稱的。但此時試件的端面位移不一定對稱。這就會影響原位觀測的效果。
試件兩個受載面必須具有對稱的位移，這樣才能保證試件中部不會發(fā)生偏移，從而實現(xiàn)原位觀測。為了保證位移的對稱，壓電陶瓷必須嚴格配對。這樣才可以保證兩只PZt在被施加相同電壓時產(chǎn)生同樣的膨脹量。從而使試件兩端面的位移量對稱，來保證試件中間位置在加載過程中不發(fā)生移動。由于對加工條件的嚴格控制，加載裝置中，pzt、夾具、力傳感器和底座的滑槽之間的接觸部位盡量光滑，這就保證了 Pzt產(chǎn)生的膨脹量有效地傳遞給試件。
總之，使用嚴格配對的壓電陶瓷，目的是施加試件受載面的對稱位移。同時也施加了對稱的壓力。
以沉積在有機玻璃基底上150納米厚的鋁薄膜實驗為例，說明其有益效果?；撞牧铣叽玳L11_，寬9mm,高2_。
從以上附圖1-4四幅實驗圖像可知，該薄膜基底結(jié)構(gòu)在載荷的變化過程中，視場內(nèi)的觀測點并未移出顯微鏡視場，說明該裝置可有效實現(xiàn)原位觀測。增大PZT兩端電壓，載荷逐漸增大。前期結(jié)構(gòu)并未發(fā)生明顯變化。直到軸向壓力增大到4.1MPa時，結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，薄膜突然屈曲，即結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。隨著載荷進一步增大，破壞更加嚴重。說明該結(jié)構(gòu)的臨界載荷為4.1MPa。實驗充分說明，該裝置可有效實現(xiàn)薄膜在高倍顯微鏡下的原位觀測，以及有效地測量薄膜基底結(jié)構(gòu)的臨界載荷。
為了保持該裝置的對中性以及載荷的測量精度，更有效的實現(xiàn)原位觀測和臨界載荷測試，需注意以下幾點
作為載荷施加裝置的PZT材料及加工參數(shù)必須一致，以保證在相同電壓下獲得相同的膨脹量。
觀測時，觀測點盡量靠近試件正中部位。越靠近正中部位原位觀測的效果越好。
觀測時需緩慢加載，以便觀測破壞現(xiàn)象和更精確的測量臨界載荷。加載增量取決于所選擇的直流電源，可選用連續(xù)增量的電源以提高加載精度。
使用時避免振動。因為觀測時，視場范圍為一般為幾微米到幾十微米，輕微的振動就會弓I起視場的偏離。
安放試件時務(wù)必保持兩端夾具夾緊試件，以保證載荷的有效施加。
載荷測量精度取決于壓力傳感器的的靈敏度，可選用高精度壓力傳感器以提高測量精度。
觀測的視場范圍取決于所使用的顯微鏡放大倍數(shù)。
有益效果
1.原位觀測試件兩對面同時為受載面。即沿試件軸向，試件的兩端對稱受力或發(fā)生對稱位移。這樣就可保證試件在變形時，其中間位置基本保持不動。從而保證顯微鏡觀測位置不隨載荷變化而移動，實現(xiàn)原位觀測。
2.大應(yīng)變的施加①壓電式力傳感器②PZT(壓電陶瓷)③夾具④夾具限位裝置⑤墊塊⑥預(yù)緊螺栓⑧底座等部件均選用大剛度材料。而試件的基底則選用剛度相對較小的材料。這樣就可以保證裝置各部件在極小的變形條件下實現(xiàn)試件的大變形加載。本裝置也可實現(xiàn)已有裝置的小變形加載功能。既可以用來研究試件基底在大應(yīng)變下薄膜屈曲的現(xiàn)象，也可以進行小應(yīng)變條件下的研究。
權(quán)利要求
1.一種雙PZT對稱集成化大應(yīng)變加載裝置，其特征是，包括各項技術(shù)指標完全相同的一對壓電陶瓷PZT、壓力傳感器、準靜態(tài)電荷放大器、驅(qū)動電源、數(shù)據(jù)采集控制器、計算機，計算機通過數(shù)據(jù)采集控制器、驅(qū)動電源驅(qū)動壓電陶瓷PZT ;壓電陶瓷PZT設(shè)置在試件兩側(cè)，所述驅(qū)動電源同時驅(qū)動兩只壓電陶瓷PZT，兩只壓電陶瓷PZT分別通過夾具在試件兩側(cè)同時進行加載，兩只壓電陶瓷PZT、壓力傳感器、夾具安裝在底座的滑槽內(nèi)，兩只壓電陶瓷PZT、 壓力傳感器、夾具和底座的滑槽之間的接觸部位盡量光滑接觸，還設(shè)置有防止夾具豎向翹起的夾具限位裝置；壓力傳感器經(jīng)由準靜態(tài)電荷放大器連接數(shù)據(jù)采集控制器，用于反饋壓電陶瓷PZT產(chǎn)生的壓力信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種雙PZT對稱集成化大應(yīng)變加載裝置，其特征是，所述壓力傳感器是壓電式力傳感器。
專利摘要
本發(fā)明涉及微納觀結(jié)構(gòu)的力學檢測和實驗力學，具體講涉及雙PZT對稱集成化大應(yīng)變加載裝置。為提供雙PZT對稱集成化大應(yīng)變加載裝置，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，包括各項技術(shù)指標完全相同的一對壓電陶瓷PZT、壓力傳感器、準靜態(tài)電荷放大器、計算機，壓電陶瓷PZT設(shè)置在試件兩側(cè)，用于推動夾具產(chǎn)生微位移，實現(xiàn)在試件兩側(cè)同時進行加載；壓力傳感器經(jīng)由準靜態(tài)電荷放大器連接計算機。所述壓力傳感器是壓電式力傳感器。本發(fā)明主要應(yīng)用于大載荷加載對薄膜的性能進行研究場合。
文檔編號G01Q30/02GKCN101776699SQ201010102922
公開日2013年4月10日 申請日期2010年1月29日
發(fā)明者王世斌, 李林安, 劉鳴, 王志勇, 賈海坤 申請人:天津大學導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (3), 非專利引用 (3),