| 序号 | 专利名 | 申请号 | 申请日 | 公开（公告）号 | 公开（公告）日 | 发明人 |
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| 1 | 纳米压痕仪专用夹具 | CN201710691292.1 | 2017-08-14 | CN107543752B | 2020-07-17 | 叶卉; 姜晨; 汪中厚 |
| 本发明涉及一种纳米压痕仪专用夹具，工件支撑板上面设有四个伸缩架及工件夹持块，伸缩架底部设有伸缩滑块，工件夹持块和伸缩滑块嵌入伸缩滑槽内；伸缩架尾端设有电磁铁，工件支撑板下方设有倾斜齿轮，工件支撑板侧边设有旋转支撑架；倾斜齿轮与倾斜齿条啮合连接，倾斜齿条底部通过移动滑条与移动滑槽连接，移动滑条内均设有弹簧，千分尺端部与倾斜齿条接触连接；旋转支撑架底部和齿条架均固定于下方的旋转圆盘上；旋转圆盘内侧设有带倾角的轮齿，固定圆盘外侧设有均匀分布的轮齿，旋转圆盘通过轮齿与固定圆盘啮合连接。该夹具操作简便，能够实现工件的多自由度运动，确保纳米压痕仪工作过程中，压头与待测工件表面接触良好，实验结果准确、可靠。 | ||||||
| 2 | 精密纳米压痕测试装置 | CN201110208525.0 | 2011-07-25 | CN102288501B | 2013-02-06 | 赵宏伟; 米杰; 黄虎; 刘长胜; 耿春阳; 王汉伟; 王赫; 张文爽; 杨建波 |
| 本发明涉及一种精密纳米压痕测试装置，属于精密科学仪器领域。主要由精密压入驱动单元、载荷信号和位移信号的检测单元、载物台组成；精密压入驱动单元由音圈电机、连接件、导轨、滑块组成，其中音圈电机和导轨安装在底座上，检测金刚石压头压入材料压力的精密力学传感器通过侧板Ⅰ安装在底座上，用于检测金刚石压头压入深度精密位移传感器通过侧板Ⅱ安装在底座上，载物台安装在精密力学传感器上，金刚石压头安装在连接板上，连接板通过螺钉装配在滑块上。优点在于：结构简单、加工方便、体积较小，定位精度高、响应迅速、并且可以在电镜下原位观测压入过程中材料的变形过程和损伤机理，从而更加直观的了解材料的微纳米力学性能。 | ||||||
| 3 | 精密纳米压痕测试装置 | CN201110208525.0 | 2011-07-25 | CN102288501A | 2011-12-21 | 赵宏伟; 米杰; 黄虎; 刘长胜; 耿春阳; 王汉伟; 王赫; 张文爽; 杨建波 |
| 本发明涉及一种精密纳米压痕测试装置，属于精密科学仪器领域。主要由精密压入驱动单元、载荷信号和位移信号的检测单元、载物台组成；精密压入驱动单元由音圈电机、连接件、导轨、滑块组成，其中音圈电机和导轨安装在底座上，检测金刚石压头压入材料压力的精密力学传感器通过侧板Ⅰ安装在底座上，用于检测金刚石压头压入深度精密位移传感器通过侧板Ⅱ安装在底座上，载物台安装在精密力学传感器上，金刚石压头安装在连接板上，连接板通过螺钉装配在滑块上。优点在于：结构简单、加工方便、体积较小，定位精度高、响应迅速、并且可以在电镜下原位观测压入过程中材料的变形过程和损伤机理，从而更加直观的了解材料的微纳米力学性能。 | ||||||
| 4 | 一种纳米压痕测量系统 | CN201610031925.1 | 2016-01-18 | CN105527184A | 2016-04-27 | 王曼; 熊克; 刘红光 |
| 本发明实施例公开了一种纳米压痕测量系统，涉及测量技术领域，能够在对实验仪器的精准度要求不高的情况下就可以提高纳米颗粒力学参数的测量准确率。本发明包括：工作台、硅板、平压头、滑动单元、控制单元、处理单元和显示单元；硅板为平板，安装在工作台上，硅板上均匀分布凹槽；平压头安装在滑动单元上，平压头的压力承受面正对硅板并与硅板平行；控制单元与滑动单元连接，用于控制滑动单元滑动，平压头接触硅板上的纳米颗粒并压入指定深度；显示单元，用于显示压得的纳米颗粒数目和状态；处理单元，用于通过压得的纳米颗粒数目和状态，得到纳米颗粒的力学参数。本发明适用于测量纳米颗粒的力学参数。 | ||||||
| 5 | 纳米压痕仪专用夹具 | CN201710691292.1 | 2017-08-14 | CN107543752A | 2018-01-05 | 叶卉; 姜晨; 汪中厚 |
| 本发明涉及一种纳米压痕仪专用夹具，工件支撑板上面设有四个伸缩架及工件夹持块，伸缩架底部设有伸缩滑块，工件夹持块和伸缩滑块嵌入伸缩滑槽内；伸缩架尾端设有电磁铁，工件支撑板下方设有倾斜齿轮，工件支撑板侧边设有旋转支撑架；倾斜齿轮与倾斜齿条啮合连接，倾斜齿条底部通过移动滑条与移动滑槽连接，移动滑条内均设有弹簧，千分尺端部与倾斜齿条接触连接；旋转支撑架底部和齿条架均固定于下方的旋转圆盘上；旋转圆盘内侧设有带倾角的轮齿，固定圆盘外侧设有均匀分布的轮齿，旋转圆盘通过轮齿与固定圆盘啮合连接。该夹具操作简便，能够实现工件的多自由度运动，确保纳米压痕仪工作过程中，压头与待测工件表面接触良好，实验结果准确、可靠。 | ||||||
| 6 | 纳米压痕加热装置以及相应的纳米压痕测试仪 | CN201910138900.5 | 2019-02-25 | CN109613033A | 2019-04-12 | 陈科纶; 谷森; 朱军辉; 孙钰; 汝长海 |
| 本发明涉及微/纳米仪器领域，具体涉及一种纳米压痕加热装置以及相应的纳米压痕测试仪。本发明的散热带末端与扫描电镜(SEM)墙壁连接，形成散热通道，减少了散热系统设计、安装复杂度，提高整个系统工作过程中高温稳定性能，同时本发明用于加热在SEM真空环境中纳米线至800℃，可在短时间内能够将加热平台升温并稳定在在800℃，同时靠近连接部件底部位置温度保持在40℃-60℃，避免高温影响设置在连接部件上的元器件，有效降低了纳米力学性能测试仪工作过程中热漂移以及元器件使用风险。 | ||||||
| 7 | 微纳米级原位纳米压痕刻划测试系统 | CN201010121060.0 | 2010-02-05 | CN101876609B | 2013-05-08 | 赵宏伟; 黄虎; 曲兴田; 曲涵; 隋航 |
| 本发明涉及集驱动、精密加载与信号检测、微纳米级力学性能测试、超精密刻划加工和高分辨率原位观测为一体的微纳米级原位纳米压痕刻划测试系统。该系统主要由X、Y轴方向精密定位平台、Z轴方向的精密线性定位平台和精密压入驱动单元、载荷信号和位移信号的检测单元、用于观测存储测试过程中材料变形、损伤状况的高分辨率数字显微成像系统组成。X、Y轴方向精密定位平台装配在底座上，Z轴方向的精密线性定位平台装配在侧板上，精密压入驱动单元、检测金刚石工具头压入材料压力的精密力学传感器和检测Z方向金刚石工具头压入深度的精密位移传感器装配在Z轴方向的精密线性定位平台上，高分辨率数字显微成像系统装配在横梁上。 | ||||||
| 8 | 微纳米级原位纳米压痕刻划测试系统 | CN201010121060.0 | 2010-02-05 | CN101876609A | 2010-11-03 | 赵宏伟; 黄虎; 曲兴田; 曲涵; 隋航 |
| 本发明涉及集驱动、精密加载与信号检测、微纳米级力学性能测试、超精密刻划加工和高分辨率原位观测为一体的微纳米级原位纳米压痕刻划测试系统。该系统主要由X、Y轴方向精密定位平台、Z轴方向的精密线性定位平台和精密压入驱动单元、载荷信号和位移信号的检测单元、用于观测存储测试过程中材料变形、损伤状况的高分辨率数字显微成像系统组成。X、Y轴方向精密定位平台装配在底座上，Z轴方向的精密线性定位平台装配在侧板上，精密压入驱动单元、检测金刚石工具头压入材料压力的精密力学传感器和检测Z方向金刚石工具头压入深度的精密位移传感器装配在Z轴方向的精密线性定位平台上，高分辨率数字显微成像系统装配在横梁上。 | ||||||
| 9 | 眼球微结构纳米压痕实验台及纳米压痕实验的方法 | CN201210042175.X | 2012-02-22 | CN102589974B | 2014-01-01 | 杨庆生; 刘志远; 李熙; 高雪玉; 崔倩倩 |
| 眼球微结构纳米压痕实验台及纳米压痕实验的方法，属于生物实验装置及方法领域。其包括有一台体；台体上部设有半球形容置眼球卡环的容置洞，眼球卡环的下半部分坐于容置洞内，眼球卡环分为上下两部分，上下卡环连接处开有用于插入铁栓将眼球卡环连接为一整体的圆孔，眼球卡环四周的内侧设置有可对大小不同的眼球进行加持的弹簧片，台体下部装有磁石。眼球表面滴注生理盐水保湿，将卡环打开后用镊子将眼球放入下卡环，安装卡环后用铁栓固定；将实验台装入纳米压痕仪的卡台上，轻拨卡环，使其在容置洞中转动，通过显微镜定位观察，进行实验。本发明可以防止眼球在实验过程中的错动，对同一眼球表面不同位置进行垂直压痕得到眼球微结构的力学性能。 | ||||||
| 10 | 眼球微结构纳米压痕实验台及纳米压痕实验的方法 | CN201210042175.X | 2012-02-22 | CN102589974A | 2012-07-18 | 杨庆生; 刘志远; 李熙; 高雪玉; 崔倩倩 |
| 眼球微结构纳米压痕实验台及纳米压痕实验的方法，属于生物实验装置及方法领域。其包括有一台体；台体上部设有半球形容置眼球卡环的容置洞，眼球卡环的下半部分坐于容置洞内，眼球卡环分为上下两部分，上下卡环连接处开有用于插入铁栓将眼球卡环连接为一整体的圆孔，眼球卡环四周的内侧设置有可对大小不同的眼球进行加持的弹簧片，台体下部装有磁石。眼球表面滴注生理盐水保湿，将卡环打开后用镊子将眼球放入下卡环，安装卡环后用铁栓固定；将实验台装入纳米压痕仪的卡台上，轻拨卡环，使其在容置洞中转动，通过显微镜定位观察，进行实验。本发明可以防止眼球在实验过程中的错动，对同一眼球表面不同位置进行垂直压痕得到眼球微结构的力学性能。 | ||||||
| 11 | 一种水凝胶纳米压痕区域微调节装置 | CN201910804118.2 | 2019-08-28 | CN110455657B | 2022-06-24 | 刘夏; 李帅伟; 杨庆生; 苗博钧 |
| 本发明公开了一种水凝胶纳米压痕区域微调节装置，该装置主体为台体，在台体下部设有可以安装在纳米压痕仪上的卡槽，台体表面分别有固定台和容置洞，固定台上安装有用于校核的标准熔融石英试样，容置洞内的试样可通过两个方向的螺钉钉紧固定，在容置洞内设有圆台形承载台，承载台与台体内部的齿轮、齿条、滑槽、涡轮蜗杆和轴承组成升降台，转动台体两侧的调节螺母可以使承载台上下移动。本发明可以实现水凝胶材料在纳米压痕测量中的直接承载，能够根据水凝胶随水分流失而产生的变形对被测微尺度区域高度进调节，减少了试样安装时间，解决了由于水凝胶试样承载和高度调节造成的被测微尺度区域改变而带来的实验误差问题。 | ||||||
| 12 | 纳米压痕仪测试试样高温加热装置 | CN202111168062.X | 2021-10-08 | CN113607584A | 2021-11-05 | 常超; 李宏达; 褚井泉 |
| 本发明公开了纳米压痕仪测试试样高温加热装置，涉及纳米压痕测试技术领域，包括支撑台，所述支撑台的顶部一侧固定连接有立板，所述立板的前侧面一侧固定连接有油泵箱，所述油泵箱的底部固定连接有加热筒。本发明通过设置激光器，能够利用发射头发射的激光束对压痕头的尖端以及待测试式样进行加热，通过将激光束照射在指定位置进行加热升温，并且利用顶部红外测温头和底部红外测温头实时检测加热温度，达到减少耗能快速局部升温的目的，通过真空泵抽真空之后能够减少内部热量流失，通过设置换气槽，在加热初期能够利用升温引起的气压变化使气体从换气孔自动排出，减少真空泵的工作时间。 | ||||||
| 13 | 一种水凝胶纳米压痕区域微调节装置 | CN201910804118.2 | 2019-08-28 | CN110455657A | 2019-11-15 | 刘夏; 李帅伟; 杨庆生; 苗博钧 |
| 本发明公开了一种水凝胶纳米压痕区域微调节装置，该装置主体为台体，在台体下部设有可以安装在纳米压痕仪上的卡槽，台体表面分别有固定台和容置洞，固定台上安装有用于校核的标准熔融石英试样，容置洞内的试样可通过两个方向的螺钉钉紧固定，在容置洞内设有圆台形承载台，承载台与台体内部的齿轮、齿条、滑槽、涡轮蜗杆和轴承组成升降台，转动台体两侧的调节螺母可以使承载台上下移动。本发明可以实现水凝胶材料在纳米压痕测量中的直接承载，能够根据水凝胶随水分流失而产生的变形对被测微尺度区域高度进调节，减少了试样安装时间，解决了由于水凝胶试样承载和高度调节造成的被测微尺度区域改变而带来的实验误差问题。 | ||||||
| 14 | 一种涂层性能的纳米压痕测试方法 | CN201910189340.6 | 2019-03-13 | CN110031349A | 2019-07-19 | 赵朋飞 |
| 本发明公开了一种涂层性能的纳米压痕测试方法。具体的，将试样固定于纳米压痕测试系统的样品座；利用温度模块调控试样和压头的温度，使其保持在目标温度；对涂层表面按设定施加并卸载载荷，同步记录压痕深度，获取载荷-深度曲线；根据载荷-深度曲线计算涂层的力学参数。通过温度模块使压头和试样达到并保持目标温度后再进行压痕测试，这样便可以确保测量过程试样、压头以及接触点温度不会改变，能够获得多种温度条件的载荷-深度曲线，方便计算各种温度下的涂层力学参数。同时，避免了试样与压头间形成的温度梯度及热应力问题，有效保障载荷-深度曲线的精度。 | ||||||
| 15 | 一种透射电镜双倾原位纳米压痕平台 | CN201510629763.7 | 2015-09-28 | CN105223213B | 2017-12-15 | 韩晓东; 李志鹏; 毛圣成; 王晓冬; 庄春强; 张剑飞; 邓青松; 翟亚迪; 张韬楠; 张泽 |
| 一种透射电镜双倾原位纳米压痕平台属于纳米材料力学性能‑显微结构原位表征领域。该平台主要由粘接区、支撑梁、承载梁、样品载台与微型压头组成，整体结构通过半导体微细加工技术制备。原位纳米压痕实验可采用热双金属片、V型电热梁、压电、静电、电磁、记忆合金等方式进行驱动，样品通过聚焦离子束块体取样技术获得。该一体化平台可置于透射电镜(TEM)样品杆前端的狭小空间内，在双轴倾转条件下，驱动装置驱动微型压头，在透射电镜中对材料进行原位纳米压痕、原位压缩和原位弯曲等实验。可以在亚埃、原子和纳米尺度下对材料的变形过程进行原位观察，研究其变形机制，揭示其显微结构与力学性能的关系。 | ||||||
| 16 | 一种基于GM制冷机的纳米压痕装置 | CN201710329319.2 | 2017-05-11 | CN107421825A | 2017-12-01 | 王省哲; 吴北民; 关明智 |
| 本发明公开了一种基于GM制冷机的纳米压痕装置，包括制冷单元、变温单元、纳米压痕单元、数据采集单元和控制单元，其中制冷单元连接变温单元，变温单元连接纳米压痕单元，纳米压痕单元连接数据采集单元，控制单元分别连接变温单元、纳米压痕单元和数据采集单元，本发明可满足样品温度在室温至液氦温度范围内可调，加热速率可调。用来测试不同温度和不同超导材料的力学性能，采用液氮和氦气作为冷却介质，无需液氦，降低了成本，可以摆脱对液氦的依赖和限制。有效的解决了GM制冷机的振动对测试结果的影响，且响应快、定位精确，能够实现精确变温控温、位移载荷信号的精密检测、微观精密压入。 | ||||||
| 17 | 原位微纳米压痕/划痕测试仪 | CN201410502161.0 | 2014-09-25 | CN104297082B | 2016-08-24 | 赵宏伟; 侯鹏亮; 付海双; 张鹏; 范尊强; 董景石; 马志超; 李建平; 钟月曦; 刘长宜 |
| 本发明涉及一种原位微纳米压痕/划痕测试仪，属于机电一体化精密科学仪器领域。伺服电机输出动力，通过涡轮蜗杆减速增扭后带动丝杠，由丝杠带动导轨滑块、连接板，实现柔性铰链、精密定位平台、载物台的横向运动，完成划痕实验，由精密运动平台带动连接板，从而带动安装在连接板上面的柔性铰链机构和载物台，实现载物台的粗进给；压电叠堆驱动柔性铰链实现载物台精密进给，完成压痕实验。激光位移传感器的精密定位由精密定位平台实现。压头的高度通过二维微位移平台调整。优点在于：结构新颖、紧凑，可靠性高、精度高。利用激光位移传感器进行位移的测量，具有量程宽、精度高、安装方便等特点，可以通过手动二维微位移平台进行调节，定位准确。 | ||||||
| 18 | 固体薄膜纳米压痕连续测量仪 | CN201310755263.9 | 2013-12-31 | CN103743640A | 2014-04-23 | 董健; 方沛华; 孙笠 |
| 固体薄膜纳米压痕连续测量仪，包括底座、水平气动定位装置、Z轴定位装置、显微镜瞄准装置，所述的水平气动定位装置包括气浮定位平台底座、兼做X轴气动定位平台的导轨、Y轴气动定位平台、电机轴座、电机、电机推杆、气浮滑块和顶板；所述的Z轴定位装置包括Z轴加载块、过渡板、滑台、加载块压箱、步进电机、丝杆；所述的显微镜瞄准装置包括显微镜本体、线圈磁铁驱动器、压针和用于探测压针位移的位移传感器，所述的压针与所述的线圈磁铁驱动器电连接。本发明的有益效果是：尤其适用于测量薄膜、镀层、微机电系统中的材料等微小体积材料力学性能；可以在纳米尺度上测量材料的各种力学性质。 | ||||||
| 19 | 变温可转位微纳米压痕测试装置 | CN201710982770.4 | 2017-10-20 | CN107703012B | 2024-02-02 | 赵宏伟; 薛博然; 张世忠; 丁方胜; 谢英杰; 赵丹; 刘秋成; 孔令奇; 国磊; 王云艺; 王赵鑫; 李磊 |
| 本发明涉及一种变温可转位微纳米压痕测试装置，属于精密仪器领域。包括工作台转位基座、高低温工作腔和压头驱动/进给机构三个部分，高低温工作腔安装在工作台转位基座的L型安装板上，压头驱动/进给机构安装在工作台转位基座的设备基座上；工作台转位基座主要是用来实现工作台转位动作和做整机支撑，高低温工作腔可以给试件测量过程提供连续变温的环境氛围，并且能隔绝外界干扰，压头驱动/进给机构主要实现压头在竖直方向上的进给动作，并通过压力传感器和位移传感器获得测量数据。优点在于：测量结果精确、测量范围广、结构紧凑，大大促进了材料力学性能测试技术领域及其装备的发展。 | ||||||
| 20 | 一种水合物纳米压痕装置 | CN202310978407.0 | 2023-08-04 | CN117030430A | 2023-11-10 | 李彦龙; 吴能友; 蒋宇静; 纪云开; 綦民辉; 孙建业 |
| 本发明公开一种水合物纳米压痕装置，包括手套箱和控制柜，手套箱的静区分别连接抽真空泵和高纯液氮，且在静区内安装有微纳测试模块、样品台、光学显微镜、纳米定位台和防震台；结合样品台和纳米定位台的独立设计，通过纳米定位台驱动微纳测试模块给样品台上的水合物样品施加压入动作，并通过光学显微镜实时观测微纳测试模块压入过程中水合物样品的形貌变化；另外，将样品台设计为两个独立的腔室，两个腔室之间采用绝热板隔开并通过导热铜片连接。本方案采用液氮维持相对低温大环境与铜片热传导精准控温相结合，可有效提高测量的精准度；实现在超低温环境下水合物样品快速测试，为水合物纳米尺度机械性能的表征提供技术支持。 | ||||||
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