
技术摘要:
本发明属于材料热力学测试技术领域,具体涉及一种测试形状记忆材料热响应速度的装置,包括机架、加热筒、上夹具、下夹具、负重砝码、位移传感器和可调稳压电源,上夹具固定安装于机架的顶部,用于夹持形状记忆材料的一端,形状记忆材料的另一端与下夹具夹持固定;加热 全部
背景技术:
形状记忆材料是一类在一定条件下,例如温度、光、磁、电和溶剂等,被赋予各种中 间形态,再次接受外界刺激可恢复至初始形态的智能固体材料。根据响应方式的不同,形状 记忆材料可分为热致形状记忆材料、光致形状记忆材料、磁致形状记忆材料、电致形状记忆 材料等。其中,热致形状记忆材料凭借其独特的热力学特性可采集环境的热能转换为自身 形态回复的动能。热致形状记忆材料被广泛应用于生物医疗、建筑工程、航空航天等多个领 域。 现有的测试形状记忆材料动态热力学性质的实验仪器主要有动态力学分析仪 (DMA)、静态机械分析仪(TMA)两种。但是,这两种实验仪器均不能直接反馈形状记忆材料及 其不同负载下的热响应速度。
技术实现要素:
基于现有技术中存在的上述不足,本发明提供一种测试形状记忆材料热响应速度 的装置。 为了达到上述发明目的,本发明采用以下技术方案: 一种测试形状记忆材料热响应速度的装置,包括机架、加热筒、上夹具、下夹具、负 重砝码、位移传感器和可调稳压电源,上夹具固定安装于机架的顶部,用于夹持形状记忆材 料的一端,形状记忆材料的另一端与下夹具夹持固定;加热筒安装于机架的中部,以将形状 记忆材料围设于其内部;负重砝码吊装于下夹具,形状记忆材料、下夹具以及负重砝码在重 力作用下处于悬空状态;位移传感器安装于负重砝码的下方,用于测量负重砝码的活动位 移;可调稳压电源与加热筒电连接。 作为优选方案,所述加热筒包括外层石英管、内层石英管、电阻发热丝和温度传感 器,所述内层石英管同轴套设于外层石英管之内,内层石英管与外层石英管之间均匀环绕 有电阻发热丝,电阻发热丝的两端分别与可调稳压电源的正负极连接;温度传感器用于测 量内层石英管内腔的温度。 作为优选方案,所述温度传感器为数显快速测温仪,其测温探头内置于内层石英 管的内腔。 作为优选方案,所述加热筒的高度位置可调,以匹配处于不同高度的形状记忆材 料。 作为优选方案,所述加热筒的高度位置通过升降机构调节,升降机构包括电机、联 轴器、丝杆、升降座和水平连杆,水平连杆的一端与加热筒连接,另一端与升降座连接;升降 座与丝杆螺纹配合连接,丝杆通过联轴器与电机的电机轴驱动连接。 3 CN 111579381 A 说 明 书 2/4 页 作为优选方案,所述加热筒的两侧安装有竖直导轨,以导向加热筒沿高度方向活 动。 作为优选方案,所述加热筒的两侧分别具有导条,相应地,竖直导轨具有与导条相 配的导槽。 作为优选方案,所述位移传感器为激光位移传感器。 作为优选方案,所述负重砝码的重量种类包括1g、5g、20g、50g、100g、150g、200g、 250g、300g、500g中的若干种。 作为优选方案,所述可调稳压电源是直流稳压电源,电压调节范围为0~30V,电流 调节范围为0~10A。 本发明与现有技术相比,有益效果是: (1)本发明通过加热筒、上夹具、下夹具、负重砝码、位移传感器和可调稳压电源之 间的安装结构设计,实现形状记忆材料热响应速度的测试。 (2)本发明设计升降机构可调节加热筒的高度位置,便于测试样品的安装。 (3)本发明的可调稳压电源可根据实验条件不同调节电压、电流输出来控制测试 环境的升温速率,可测量多条件下的形状记忆材料热响应速度。 (3)本发明可根据实验条件选择合适重量的负重砝码来为测试提供一个精确稳定 的载荷。 (4)激光位移传感器可精确测试形状记忆材料在不同恒定外力作用下的位移在单 位时间内的变化量。 附图说明 图1是本发明实施例一的测试形状记忆材料热响应速度的装置的结构示意图; 图2是本发明实施例一的测试形状记忆材料热响应速度的装置的半剖面图; 图3是本发明实施例一的测试形状记忆材料热响应速度的装置测试形状记忆环氧 薄膜所得热响应位移与时间关系图; 图4是本发明实施例一的测试形状记忆材料热响应速度的装置测试形状记忆环氧 薄膜所得热响应速度与时间关系图; 图5是本发明实施例一的测试形状记忆材料热响应速度的装置测试形状记忆环氧 薄膜所得热响应位移与温度关系图; 图6是本发明实施例一的测试形状记忆材料热响应速度的装置测试形状记忆环氧 薄膜所得热响应速度与温度关系图。