开题任务书-与显微镜联用的小型原位加载系统的设计
毕业设计（论文）开题任务书
毕业设计（论文）
题目 与显微镜联用的小型原位加载系统的设计
题目来源 A题目类型 A
毕业论文（论文）下达任务时间 2023 年 12 月 3 日
毕业论文（论文）完成期限 2023 年 12 月至 2024 年 6 月
一、选题的目的和意义
材料最基本的性能就包括材料力学性能。标准尺寸的材料的拉伸/压缩试验是检测
材料力学性能的基本手段之一，用与对材料的力学性能测试，能得到一些材料基本的
力学性能指标，如弹性模量、屈服强度、抗拉强度、延伸率等。材料力学性能测试方
法包括拉伸或压缩测试，剪切测试、扭转测试、弯曲测试、疲劳测试、蠕变测试等。
由于测试方法测试不同得到的材料力学性能参数会有所不同。其中，拉伸/压缩测试又
是最简单、应用最广泛的测试方法，能直接通过测试获取的应力-应变曲线得到材料的
力学性能参数，实验操作及数据处理都较为简单。
随着材料的功能性更强，传统的力学性能测试已不能满足日益发展的材料测试需
求。传统材料的测试多为非原位测试，即在样品进行力学性能测试之前或测试之后使
用成像仪器如 X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜等对被测试件的断口微观形貌进行
观测，结合测试设备获得的材料力学性能参数对材料性能进行研究，然后对材料的变
形机理进行分析研究。电子背散射衍射技术是进行快速而准确的晶体取向测量和相鉴
定的强有力的分析工具。原位测试是指通过显微成像仪器对被测试件在进行力学性能
测试的同时对被测试件进行连续的实时分析，将样品的力学性能参数与显微成像仪器
收集的微观形貌结果相结合，研究材料力学性能参数与微观形貌之间的关系。
随着显微技术的提高和对材料研究的深入，对材料微观形貌进行观察，通过对材
料的微观变形方式来解释材料的宏观破坏行为变得更加普遍。国内目前对材料拉伸性
能的检测大多只限于传统的手段使用材料试验机将材料拉断后，对其断面进行观测。
近年来随着材料科学的发展，国内已有不少关于使用原位拉伸/压缩装置对材料进行力
学性能测试与微观结构的实时观测的论文发表。如图 1 所示，吉林大学的马志超等开
发的原位拉伸测试装置，该装置可用于腔体较大的 SEM、AFM 或 X 射线衍射仪等观
测设备实现原位拉伸测试。基于高分辨率 CCD 成像设备：上海交通大学的刘瑞基于高
分辨率 CCD 成像设备研制出了一种可实现原位观测微拉伸系统，可以对微型尺寸的薄
膜材料进行力学性能测试。
图 1 吉林大学开发的原位拉伸测试装置
基于不同的表征分析方法，国外在原位测试领域的研究相对于国内已经比较成
熟。Sören Kahl 等人使用基于扫描电镜下原位拉伸平台测量了退火 AA3003 铝合金一次
滑移系、二次滑移系开始的应变，并且观测了不同应变的的变形机理与断裂带的晶格
旋转等现象。美国俄亥俄州立大学开发了基于原子力显微镜的原位拉伸测试装置，并
使用该装置对人的头发展开了研究，研究了头发在不同损伤情况下的力学性能。北卡
罗莱纳州立大学的 Charles Betts 等人使用 X-ray 的原位拉伸装置来测量铝合金的不同应
变力学性能。
国外在原位加载领域已经实现商业化生产，如图 2。如德国 Kammrath & Weiss 公
司开发的原位测试装置，美国的 Gatan 公司的 microtest 系列，英国的 Deben 公司的原
位测试仪，美国 MTI 公司的原位加载装置等。其中 Gatan 公司的 microtest 系列以不同
载荷范围分为 Gantan microtest 2000-5000E 系列，并配备有加热夹具。美国 MTI 公司
的原位加载装置，主要用于 SEM 原位加载，根据型号不同载荷范围 450N-9000N，并
配备有试样加热器，最高温度为 1200℃，客户根据实验需要对型号进行选择。
摘要：
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毕业设计（论文）开题任务书毕业设计（论文）题目与显微镜联用的小型原位加载系统的设计题目来源A题目类型A毕业论文（论文）下达任务时间2023年12月3日毕业论文（论文）完成期限2023年12月至2024年6月一、选题的目的和意义材料最基本的性能就包括材料力学性能。标准尺寸的材料的拉伸/压缩试验是检测材料力学性能的基本手段之一，用与对材料的力学性能测试，能得到一些材料基本的力学性能指标，如弹性模量、屈服强度、抗拉强度、延伸率等。材料力学性能测试方法包括拉伸或压缩测试，剪切测试、扭转测试、弯曲测试、疲劳测试、蠕变测试等。由于测试方法测试不同得到的材料力学性能参数会有所不同。其中，拉伸/压缩测试又是最...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
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格式：DOC
时间：2024-08-21
