一种金刚石压腔动态加载装置及装配、加载和卸载方法制造方法及图纸

本申请提供一种金刚石压腔动态加载装置及装配、加载和卸载方法，其中所述金刚石压腔具有活塞部及圆筒部，所述圆筒部具有外螺纹；所述金刚石压腔动态加载装置包括：圆柱形压电陶瓷；相对靠近所述活塞部侧设有装载体，包括具有用于放置所述压电陶瓷的中空腔体的套筒部和连接于所述套筒部一端的压紧部，所述压紧部用于限制所述压电陶瓷向远离所述圆筒部的方向移动；所述套筒部的另一端与所述圆筒部螺纹连接；所述压电陶瓷与所述金刚石压腔同轴放置；信号发送装置，用于通过导电组件给所述压电陶瓷发送驱动信号，使得所述压电陶瓷沿所述金刚石压腔的轴线方向伸缩。金刚石压腔的轴线方向伸缩。金刚石压腔的轴线方向伸缩。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石压腔动态加载装置及装配、加载和卸载方法


[0001]本申请涉及高压试验装置
，尤其涉及一种一种金刚石压腔动态加载装置及装配、加载和卸载方法。

技术介绍

[0002]金刚石压腔内设有金刚石对顶砧，金刚石对顶砧装置在对微小样品施加超高压强方面，具有得天独厚的优势，是一项非常强大的实验手段。美国利弗莫尔(LLNL)实验室设计了一种可以实验室使用的动态加载金刚石压腔(dDAC)。该装置采用3枚压电陶瓷对金刚石压腔进行反向压缩，据报道最大加载速度为500GPa/s，成功的在静水压金刚石压腔实现了应变率1000以上的动态加载。国内中国科学院高能物理研究所也发展了类似的动态加载设备，采用3枚压电陶瓷进行驱动，外形结构进行了单独设计，可以匹配标准的对称型金刚石压腔，方便了样品更换，提高了实验效率。
[0003]以上两种压电陶瓷驱动的动态加载装置，由于都采用了3枚压电陶瓷驱动器，操作过程需要3台压电控制器操作，无法保证3台控制器同时作用于压电陶瓷，会出现时间延迟，导致作用于金刚石上的力发生偏移，进而存在损坏金刚石的风险。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种金刚石压腔动态加载装置及装配、加载和卸载方法。
[0005]第一方面，本申请提供一种金刚石压腔动态加载装置，包括：
[0006]圆柱形压电陶瓷；
[0007]相对靠近所述活塞侧设有装载体，包括具有用于放置所述压电陶瓷的中空腔体的套筒部和连接于所述套筒部一端的压紧部，所述压紧部用于限制所述压电陶瓷向远离所述圆筒部的方向移动；所述套筒部的另一端与所述圆筒部螺纹连接；所述压电陶瓷与所述金刚石压腔同轴放置；
[0008]信号发生装置，用于通过导电组件给所述压电陶瓷发送驱动信号，使得所述压电陶瓷沿所述金刚石压腔的轴线方向伸缩。
[0009]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述套筒部为阶梯圆柱筒结构，靠近所述压紧部的小外径部具有外螺纹，所述压紧部设有可容纳所述小外径部的凹槽，所述凹槽具有内螺纹，可与所述小外径部螺纹连接。
[0010]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述套筒部内相对靠近所述圆筒部侧设有绝缘垫片。
[0011]根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述导电组件包括所述套筒部侧壁开设有通孔，通过所述通孔穿入导线向所述压电陶瓷提供驱动信号。
[0012]第二方面，本申请提出一种包括以上所述的金刚石压腔动态加载装置，装配步骤如下：
[0013]将所述压电陶瓷沿所述金刚石压腔轴向放置于所述套筒部内，所述导线通过所述套筒部的通孔引出；
[0014]将所述压紧部与所述小半径部螺纹连接，并旋紧所述压紧部，使其与所述压电陶瓷紧密接触；
[0015]将所述绝缘垫片放置于所述套筒部内；
[0016]将所述套筒部与所述金刚石压腔的所述圆筒部螺纹连接，并旋紧所述圆筒部，使所述金刚石压腔、所述绝缘垫片及所述压电陶瓷紧密接触，装配完成，形成一个柱状同轴装配体。
[0017]第三方面，本申请提出一种包括以上所述的金刚石压腔动态加载装置，快速加载步骤如下：
[0018]所述导线与所述信号发送装置连接；所述信号发送装置连接有功率发送器；
[0019]设置快速加载的初始压力值；
[0020]调节所述压电陶瓷的所述功率放大器，使其处于电压最大值；
[0021]通过所述信号发送装置向所述压电陶瓷发送驱动信号；
[0022]所述压电陶瓷接收到驱动信号，快速伸长，瞬间产生的压力施加到所述金刚石压腔的所述活塞部，所述活塞部向所述圆筒部移动，在样品端产生快速动态加载力。
[0023]第四方面，本申请提出一种包括以上所述的金刚石压腔动态加载装置，快速卸载步骤如下：
[0024]调节所述压电陶瓷的所述功率放大器，使其处于电压最小值；
[0025]通过所述信号发送装置向所述压电陶瓷发送驱动信号；
[0026]所述压电陶瓷接收到信号后，快速回缩，瞬间撤除施加到所述金刚石压腔的所述活塞部的压力，从而使样品端动态加载力快速消失，实现压力卸载；
[0027]所述压电陶瓷恢复到初始状态，完成卸载。
[0028]综上所述，本申请提出了一种金刚石压腔动态加载装置，通过设置装载体，装载体包括与金刚石压腔的圆筒部螺纹连接的套筒部以及与套筒部另一端螺纹连接的压紧部，套筒部内设有放置压电陶瓷的中空腔体，工作时，压电陶瓷与金刚石压腔同轴放置，信号发生装置通过导电组件给压电陶瓷发送驱动信号，由于压紧部限制压电陶瓷动作，故压电陶瓷接收到信号后沿轴线方向向金刚石压腔方向快速伸长，瞬间产生压力作用于金刚石压腔的活塞端，实现了对金刚石压腔的快速同轴加载力，实现了金刚石压腔内的样品物质形态的改变，与现有技术相比，同轴快速加载装置可防止加载时间长，过程中产生其它物质形态的杂质；另一方面同轴的加载力，防止了作用于金刚石压腔的多个作用力不均匀导致的金刚石偏移致损坏的情况；另外，仅采用一个压电陶瓷，安装方便，且节约了成本。
附图说明
[0029]图1为本申请实施例提供的一种金刚石压腔动态加载装置的的结构示意图；
[0030]图2为本申请实施例提供的一种金刚石压腔动态加载装置的结构剖面图
[0031]图3为本申请实施例提供的一种金刚石压腔动态加载装置分离结构示意图。
[0032]图中所述文字标注表示为：
[0033]1、套筒部；11、小外径部；12、第一大外径部；13、第二大外径部；2、压电陶瓷；3、压
紧部；4、绝缘垫片；5、活塞部；6、圆筒部；71、第一垫片；72、调平螺丝；73、样品支架；74、基米顶丝；75、金刚石对顶砧；76、第二垫片；8、导线。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。
[0035]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0036]实施例1
[0037]诚如
技术介绍
中提到的，针对现有技术中的问题，本申请提出了一种金刚石压腔动态加载装置，如图1所示，包括：圆柱形压电陶瓷2，相对靠近所述活塞部5侧设有装载体，包括具有用于放置所述压电陶瓷2的中空腔体的套筒部1和连接于所述套筒部1一端的压紧部3，所述压紧部3用于限制所述压电陶瓷2向远离所述圆筒部6的方向移动；所述套筒部1的另一端与所述圆筒部6螺纹连接；所述压电陶瓷2与所述金刚石压腔同轴放置；信号发送装置，用于通过导电组件给所述压电陶瓷2发送驱动信号，使得所述压电陶瓷2沿所述金刚石压腔的轴线方向伸缩。
[0038]其中所述装载体为本装置的核心部件，优选地，筒体采用高强度结构钢材制造，采用440C或V350马本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚石压腔动态加载装置，所述金刚石压腔具有活塞部(5)及圆筒部(6)，其特征在于：所述圆筒部(6)具有外螺纹；所述加载装置包括：圆柱形压电陶瓷(2)；相对靠近所述活塞部(5)侧设有装载体，所述装载体包括具有用于放置所述压电陶瓷(2)的中空腔体的套筒部(1)和连接于所述套筒部(1)一端的压紧部(3)，所述压紧部(3)用于限制所述压电陶瓷(2)向远离所述圆筒部(6)的方向移动；所述套筒部(1)的另一端与所述圆筒部(6)螺纹连接；所述压电陶瓷(2)与所述金刚石压腔同轴放置；信号发送装置，用于通过导电组件给所述压电陶瓷(2)发送驱动信号，使得所述压电陶瓷(2)沿所述金刚石压腔的轴线方向伸缩。2.根据权利要求1所述的金刚石压腔动态加载装置，其特征在于：所述套筒部(1)为阶梯圆柱筒结构，靠近所述压紧部(3)的小外径部(11)具有外螺纹，所述压紧部(3)设有可容纳所述小外径部(11)的凹槽，所述凹槽具有内螺纹，可与所述小外径部(11)螺纹连接。3.根据权利要求1所述的金刚石压腔动态加载装置，其特征在于：所述套筒部(1)内相对靠近所述圆筒部(6)侧设有绝缘垫片(4)。4.根据权利要求1所述的金刚石压腔动态加载装置，其特征在于：所述导电组件包括所述套筒部(1)侧壁开设有通孔，通过所述通孔穿入导线(8)向所述压电陶瓷(2)提供驱动信号。5.一种权利要求1
‑
4所述的金刚石压腔动态加载装置，其特征在于：装配步骤如下：将所述压电陶瓷(2)沿所述金刚石压腔轴向放置于所述套筒部(1)内...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，
申请(专利权)人：王磊，
类型：发明
国别省市：