[發(fā)明專利]一種原位測量應力作用下材料面外熱導率的裝置及方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010314387.3 | 申請日： | 2020-04-20 |
| 公開（公告）號： | CN111521564A | 公開（公告）日： | 2020-08-11 |
| 發(fā)明（設計）人： | 盧明輝;狄琛;顏學俊;聶越峰;臧一鵬 | 申請（專利權）人： | 南京大學 |
| 主分類號： | G01N21/17 | 分類號： | G01N21/17;G01N25/20;G01N21/01 |
| 代理公司： | 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 金詩琦 |
| 地址： | 210000 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 原位 測量 應力 作用 材料 面外熱導率 裝置 方法 | ||
1.一種原位測量應力作用下材料面外熱導率的裝置，其特征在于：包括時域熱反射測量系統(tǒng)(1)和拉伸樣品臺(2)，所述時域熱反射測量系統(tǒng)(1)包括飛秒脈沖激光器(11)、偏振分束器一(12)、延遲位移臺(13)、光反射鏡(14)、聚焦透鏡(15)、偏振分束器二(16)、光學分束器(17)和光探測器(18)，所述偏振分束器一(12)將飛秒脈沖激光器(11)發(fā)射的激光分成偏振方向相互垂直的泵浦光和探測光，所述泵浦光依次經(jīng)過延遲位移臺(13)、光反射鏡(14)，所述探測光經(jīng)過光學分束器(17)在偏振分束器二(16)處與泵浦光合束，并經(jīng)過聚焦透鏡(15)聚焦在拉伸樣品臺(2)上，拉伸樣品臺(2)反射的激光被光電探測器(18)接收，所述光電探測器(18)與鎖相放大器(3)相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種原位測量應力作用下材料面外熱導率的裝置，其特征在于：所述飛秒脈沖激光器(11)波長范圍為700～800nm。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種原位測量應力作用下材料面外熱導率的裝置，其特征在于：所述延遲位移臺(13)能夠實現(xiàn)泵浦光與探測光之間達到0～4000ps的時間延遲。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種原位測量應力作用下材料面外熱導率的裝置，其特征在于：所述鎖相放大器(3)將獲得的同相信號、反向信號與傳熱模型擬合，獲得材料的熱導率。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種原位測量應力作用下材料面外熱導率的裝置，其特征在于：所述拉伸樣品臺(2)包括螺旋桿一(21)、螺旋桿二(22)、位移臺一(23)、位移臺二(24)，所述螺旋桿一(21)控制位移臺一(23)一維運動，所述螺旋桿二(22)控制位移臺二(24)一維運動。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種原位測量應力作用下材料面外熱導率的裝置，其特征在于：所述鎖相放大器(3)與電腦相連。
7.一種原位測量應力作用下材料面外熱導率的方法，其特征在于包括以下步驟：
步驟1，使用磁控濺射法在樣品表面鍍膜；
步驟2，將樣品(4)兩端分別固定在拉伸樣品臺(2)上并保持張緊；
步驟3，將拉伸樣品臺(2)放好，使得泵浦光的入射和出射方向平行；
步驟4，打開時域熱反射測量系統(tǒng)(1)的飛秒脈沖激光器(11)，調節(jié)聚焦透鏡(15)和偏振分束器二(16)，使光探測器(18)接收的信號最大；
步驟5，延遲位移臺(13)實現(xiàn)一次行走，進行一次測量，將信號發(fā)送給鎖相放大器(3)；
步驟6，將測量結果與傳熱模型擬合，獲得熱導率數(shù)值；
步驟7，調節(jié)拉伸樣品臺(2)，使樣品(4)達到下一個應變狀態(tài)；
步驟8，重復步驟5～7，直至測量結束。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種原位測量應力作用下材料面外熱導率的方法，其特征在于：所述步驟1中，當樣品難以直接拉伸時，將樣品(4)轉移至柔性基底(5)上，再進行表面鍍膜。
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