一種玻璃微通道彎曲力學(xué)性能的測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種玻璃微通道彎曲力學(xué)性能的測(cè)量裝置，屬于測(cè)量脆性材料微 管件或棒件的彎曲力學(xué)性能領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 微流體系統(tǒng)中，微通道承擔(dān)著介質(zhì)傳輸和單元連接的作用，是微流體系統(tǒng)的關(guān)鍵 元器件。微通道的力學(xué)性能是微通道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，影響微通道的使用性能及壽命。
[0003] 針對(duì)微通道等脆性材料微構(gòu)件的力學(xué)性能研究，主要采用微彎曲法，可以得到微 構(gòu)件的彈性模量、彎曲強(qiáng)度等參數(shù)。目前，采用微彎曲法測(cè)量微構(gòu)件力學(xué)性能的裝置按結(jié)構(gòu) 組成可分為三類:第一類是采用原子力顯微鏡進(jìn)行彎曲試驗(yàn)(Takahiro Namazu，Yoshitada Isono,Takeshi Tanaka.Plastic Deformation of Nanometric Single Crystal Silicon Wire in AFM Bending Test at Intermediate Temperatures[J]?Journal of micro electromechanical systems,2002，ll(2): 125-134),試驗(yàn)平臺(tái)價(jià)格昂貴，且對(duì)試驗(yàn)操作人 的要求很高；第二類是改裝納米壓入儀進(jìn)行彎曲試驗(yàn)（H . D . Espinosa，B . C . Prorok， M.Fischer.A methodology for determining mechanical properties of freestanding thin films and MEMS materials[J]?Journal of the Mechanics and Physics of Sol ids . 2003 (51): 47-67 )，測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作要求高，價(jià)格昂貴;第三類是采用其他 加載或測(cè)量原理進(jìn)行彎曲試驗(yàn)（陸德仁，朱文玉，榮剛.微機(jī)械系統(tǒng)材料的應(yīng)變測(cè)量裝置 [P]:中國(guó)，93225564.7，1994.01.26)，試驗(yàn)裝置組成復(fù)雜，試驗(yàn)操作要求高。
[0004] 現(xiàn)有測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)組成大部分都采用壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)，利用原子力顯微鏡或激光干 涉技術(shù)輔助觀察測(cè)量，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備昂貴，且操作要求高，不能普遍使用。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 實(shí)用新型目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種玻璃微通 道彎曲力學(xué)性能的測(cè)量裝置，可測(cè)量直徑在微米級(jí)別的玻璃微通道的彎曲性能。
[0006] 技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型玻璃微通道彎曲力學(xué)性能的測(cè)量裝置，包 括底座和夾具，所述夾具包含左夾具塊和右夾具塊，左夾具塊和右夾具塊上均設(shè)有V型槽， 左夾具塊和右夾具塊通過夾具螺桿安裝在夾具機(jī)架上，夾具機(jī)架位于底座的前端，所述底 座的后端安裝有豎板，豎板的頂端安裝有絲杠支撐座，絲杠支撐座上安裝有絲杠，絲杠通過 螺紋與絲杠螺母連接，絲杠螺母與運(yùn)動(dòng)臺(tái)連接，絲杠的底端通過聯(lián)軸器與位于底座內(nèi)的驅(qū) 動(dòng)裝置連接，運(yùn)動(dòng)臺(tái)的兩側(cè)安裝有滑塊，豎板上設(shè)有與滑塊配合的滑軌，所述運(yùn)動(dòng)臺(tái)與傳感 器一端固定連接，傳感器的另一端與壓頭連接，傳感器與數(shù)據(jù)采集單元連接，數(shù)據(jù)采集單元 與計(jì)算機(jī)連接;玻璃微通道試樣通過左夾具塊和右夾具塊夾緊，壓頭通過絲杠帶動(dòng)上下移 動(dòng)。
[0007] 作為優(yōu)選，所述壓頭為楔形狀，楔形夾角為10°~120°，楔形夾角的頂部為過渡圓 角，過渡圓角的半徑為0.01~1mm;所述壓頭擠壓被測(cè)玻璃微通道試樣，并將擠壓力傳遞給 傳感器，要求壓頭擠壓部位為楔形，尖端采用圓弧過渡，以便適用于小尺寸跨距、小尺寸試 樣的彎曲試驗(yàn)，楔形夾角①為10°~120°，楔形夾角過渡圓角半徑R為0.01~1mm。
[0008] 作為優(yōu)選，所述夾具由對(duì)稱布置的差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)組成，包括左右夾具機(jī)架、左右螺 桿和左右夾具塊等零件，夾具塊上表面中間垂直于左右夾具塊中心線方向加工有V型槽，用 于玻璃微通道試樣固定和支撐，要求左右夾具塊兩件配做，以確保夾具塊V型槽共線及螺紋 孔中心線重合。
[0009] 作為優(yōu)選，所述驅(qū)動(dòng)裝置與調(diào)速器連接，可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)加載速度，所述底座上設(shè)有導(dǎo) 軌，左夾具塊和右夾具塊沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，并通過手動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)跨距設(shè)定，所述數(shù)據(jù)采集單元接 口連接PC機(jī)，由PC機(jī)實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)采集曲線。
[0010] 作為優(yōu)選，所述夾具螺桿與夾具機(jī)架、左夾具塊和右夾具塊均為螺紋連接。通過導(dǎo) 軌作用和差動(dòng)螺紋的調(diào)節(jié)作用，使得左夾具塊和右夾具塊上的V型槽在同一直線上，精度 尚。
[0011] 有益效果:本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：
[0012] (1)本實(shí)用新型將三點(diǎn)彎曲原理運(yùn)用于玻璃非晶體材料彎曲性能測(cè)量，選用微小 壓頭和高精度傳感器，把左右夾具塊的跨距調(diào)小后，可測(cè)量微米量級(jí)玻璃微通道試樣、桿 件、板件等微小構(gòu)件的彎曲性能，不同于傳統(tǒng)宏觀的三點(diǎn)彎曲測(cè)量裝置和現(xiàn)有微構(gòu)件彎曲 性能測(cè)量裝置，具有良好的擴(kuò)展性和可靠性。
[0013] (2)本實(shí)用新型所述玻璃微通道試樣彎曲力學(xué)性能測(cè)量裝置采用差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)調(diào) 整跨距，結(jié)構(gòu)組成簡(jiǎn)單易操作，傳動(dòng)精度高，對(duì)工作環(huán)境無特殊要求，成本低廉。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型正視結(jié)構(gòu)不意圖；
[0015] 圖2是圖1的左視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖3是本實(shí)用新型彎曲試驗(yàn)時(shí)玻璃微通道試樣固定俯視示意圖；
[0017] 圖4是玻璃微通道試樣彎曲力學(xué)性能測(cè)量原理圖；
[0018]圖5是玻璃微通道試樣彎曲力學(xué)性能測(cè)量流程圖；
[0019] 圖6為壓頭的主視圖；
[0020] 圖7為壓頭的左視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說明。
[0022]如圖1和圖2所示，一種玻璃微通道彎曲力學(xué)性能的測(cè)量裝置，包括驅(qū)動(dòng)裝置、滑軌 7、運(yùn)動(dòng)臺(tái)8、絲杠10、傳感器15、壓頭16、夾具機(jī)構(gòu)和底座組成。所述底座包含底板、側(cè)板2和 蓋板3。驅(qū)動(dòng)裝置為電機(jī)1，所述電機(jī)1固定在蓋板