一种原位均匀调节金刚石对顶砧压强的装置及方法

    专利2025-11-09  2


    本发明涉及高压实验,尤其是涉及一种原位均匀调节金刚石对顶砧压强的装置及方法。


    背景技术:

    1、物质在不同的压强下具有不同的性质,对于晶体材料还会出现不同的物相。而与地球表面上的环境不同,自然界中的大多数物质都处于高压环境下,比如深海之中。在人们认识世界的过程中,通过改变压强,可以观测到物质不同的状态,而其中有些状态对于科学技术的进步有着重要的意义,例如超导体,目前在高压下人们已经发现接近室温超导的材料了。在实验室中,已经存在实现超高压强的方法了,即是金刚石对顶砧(diamond anvilcell,dac)技术,而将该技术应用于光学测量中仍然存在一些问题,尤其是对压强的原位精确测定上。

    2、金刚石对顶砧中存在两个对顶放置的金刚石,金刚石间放置垫片,被测量样品可以放置于金刚石和垫片构成的孔中,再通过对两个金刚石的挤压给样品施加较高的压强。在许多测量中,经常需要测量不同压强下被测样品的性质,传统的方式是将金刚石对顶砧从测量仪器中取出,再使用扳手旋转位于对顶砧四角的螺丝对对顶砧以调节压强,然后放回测量仪器继续测量。但这种方式会带来不可避免的实验误差,尤其是对于光学相关的实验。在许多光学测量中,将样品取出再精确地放回原位是极难办到的,即使是微米级的微小的位置误差也可造成极大的实验偏差。因此,需要发展不取出金刚石对顶砧就对其压强进行调节的方法,即是原位调节金刚石对顶砧压强的方法。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种原位均匀调节金刚石对顶砧压强的装置及方法,利用电动机械装置,在不改变被测样品和金刚石对顶砧位置的情况下,调节金刚石对顶砧的压强,可以避免传统手动调节压强方式中移动对顶砧造成的位置误差。

    2、为实现上述目的,本发明提供了一种原位均匀调节金刚石对顶砧压强的装置,包括固定箱,固定箱内部设置有横向转动轴、齿轮组一、齿轮组二、齿轮组三和传动轴,齿轮组一安装在横向转动轴上,齿轮组二与齿轮组一相耦合,齿轮组二设置在传动轴底端,齿轮组三与传动轴相耦合,齿轮组三上设置有螺丝刀。

    3、优选的,齿轮组一包括两个第一齿轮,两个第一齿轮安装在横向转动轴上。

    4、优选的,齿轮组二包括两个第二齿轮,两个第二齿轮分别与两个第一齿轮垂直耦合。

    5、优选的,传动轴设置有两组,每组传动轴上设置有两个螺纹块,每组传动轴的一侧分别与两个第二齿轮的中心固定连接,另一侧贯穿固定箱且与固定箱转动连接。

    6、优选的,齿轮组三包括四个齿轮三,四个齿轮三分别与每组传动轴上的螺纹块相耦合。

    7、优选的,四个齿轮三的中心轴处均设置有螺丝刀,固定箱上设置有与螺丝刀对应的螺丝孔。

    8、优选的,横向转动轴一侧与固定箱一侧内壁转动连接,另一侧贯穿固定箱设置有电机。

    9、一种原位均匀调节金刚石对顶砧压强的方法,步骤包括:

    10、s1、固定金刚石对顶砧,将原位均匀调节装置放置在金刚石对顶砧上方,使四个齿轮三上设置的螺丝刀与金刚石对顶砧上的四个螺丝旋紧螺母相合;

    11、s2、使用控制器控制电机带动横向转动轴转动,横向转动轴带动齿轮组一转动,与齿轮组一相耦合的齿轮组二同时转动,齿轮组二驱动传动轴转动,传动轴驱动齿轮组三转动,齿轮组三上设置的螺丝刀对金刚石对顶砧上的四个螺丝旋紧螺母同时进行调节,实现金刚石对顶砧的均匀变压。

    12、因此,本发明采用上述结构的一种原位均匀调节金刚石对顶砧压强的装置及方法,具有以下有益效果:

    13、(1)采用电动机械装置,可以在不改变被测样品和金刚石对顶砧位置的情况下,调节金刚石对顶砧的压强,可以避免传统手动调节压强方式中移动对顶砧造成的位置误差,尤其提高光学测量精度;

    14、(2)设置有齿轮组一、齿轮组二和齿轮组三,利用齿轮同轴同频转动的特点,通过齿轮间的耦合转动来对金刚石对顶砧装置进行改变压力的操作,简便快捷;

    15、(3)设置有电机,通过调节电机输出功率,调节进动的速率,从而快速均匀地调节金刚石对顶砧样品腔内部的压力。

    16、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。



    技术特征:

    1.一种原位均匀调节金刚石对顶砧压强的装置,其特征在于:包括固定箱(6),固定箱(6)内部设置有横向转动轴(7)、齿轮组一(1)、齿轮组二(2)、齿轮组三(3)和传动轴(4),齿轮组一(1)安装在横向转动轴(7)上,齿轮组二(2)与齿轮组一(1)相耦合,齿轮组二(2)设置在传动轴(4)底端,齿轮组三(3)与传动轴(4)相耦合,齿轮组三(3)上设置有螺丝刀。

    2.根据权利要求1所述的一种原位均匀调节金刚石对顶砧压强的装置,其特征在于:齿轮组一(1)包括两个第一齿轮,两个第一齿轮安装在横向转动轴(7)上。

    3.根据权利要求2所述的一种原位均匀调节金刚石对顶砧压强的装置,其特征在于:齿轮组二(2)包括两个第二齿轮,两个第二齿轮分别与两个第一齿轮垂直耦合。

    4.根据权利要求3所述的一种原位均匀调节金刚石对顶砧压强的装置,其特征在于:传动轴(4)设置有两组,每组传动轴(4)上设置有两个螺纹块(8),每组传动轴(4)的一侧分别与两个第二齿轮的中心固定连接,另一侧贯穿固定箱(6)且与固定箱(6)转动连接。

    5.根据权利要求4所述的一种原位均匀调节金刚石对顶砧压强的装置,其特征在于:齿轮组三(3)包括四个齿轮三,四个齿轮三分别与每组传动轴(4)上的螺纹块(8)相耦合。

    6.根据权利要求5所述的一种原位均匀调节金刚石对顶砧压强的装置,其特征在于:四个齿轮三的中心轴处均设置有螺丝刀,固定箱(6)上设置有与螺丝刀对应的螺丝孔。

    7.根据权利要求6所述的一种原位均匀调节金刚石对顶砧压强的装置,其特征在于:横向转动轴(7)一侧与固定箱(6)一侧内壁转动连接,另一侧贯穿固定箱(6)设置有电机(5)。

    8.一种原位均匀调节金刚石对顶砧压强的方法,其特征在于,步骤包括:


    技术总结
    本发明公开了一种原位均匀调节金刚石对顶砧压强的装置及方法,属于高压实验技术领域,包括固定箱,固定箱内部设置有横向转动轴、齿轮组一、齿轮组二、齿轮组三和传动轴,齿轮组一安装在横向转动轴上,齿轮组二与齿轮组一相耦合,齿轮组二设置在传动轴底端,齿轮组三与传动轴相耦合,齿轮组三上设置有螺丝刀,还公开了原位均匀调节方法。本发明采用上述一种原位均匀调节金刚石对顶砧压强的装置及方法,采用电动机械装置,可以在不改变被测样品和金刚石对顶砧位置的情况下,调节金刚石对顶砧的压强,可以避免传统手动调节压强方式中移动对顶砧造成的位置误差。

    技术研发人员:程亮,谭浩然
    受保护的技术使用者:电子科技大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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