本發(fā)明屬于金剛石性能測(cè)試，具體是一種人造金剛石的物理性能檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

1、金剛石是目前自然界中已知的硬度最高的物質(zhì)，其能夠被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)和生活裝飾領(lǐng)域。但是由于自然界中的天然金剛石儲(chǔ)量有限且開采困難，于是人造金剛石開始逐步對(duì)其進(jìn)行工業(yè)替代，人造金剛石具有廣泛的發(fā)展前景。

2、人造金剛石通過在高壓環(huán)境下重新排布碳原子的分布構(gòu)型來進(jìn)行制造，為了令其可以達(dá)到工業(yè)應(yīng)用水平，對(duì)其進(jìn)行物理性性能測(cè)試是至關(guān)重要的。由于人造金剛石常被用于工業(yè)刀具上，因此需要著重對(duì)其進(jìn)行耐高溫和硬度測(cè)試。一般測(cè)試方法為直接進(jìn)行落球撞擊測(cè)試，但是這種方法需要較高的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過調(diào)整重物的高度和重量實(shí)現(xiàn)撞擊力的調(diào)節(jié)。對(duì)場(chǎng)地占用面積較大，且操作起來較為不便。并且落球會(huì)由于其自身彈性形成多以消除的多次彈跳，最終可能會(huì)造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在誤差的隱患。

3、本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N人造金剛石的物理性能檢測(cè)裝置用于克服上述缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述背景技術(shù)中提出的問題，本發(fā)明提供了一種人造金剛石的物理性能檢測(cè)裝置。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種人造金剛石的物理性能檢測(cè)裝置，包括沖擊組件，所述沖擊組件設(shè)置于檢測(cè)臺(tái)上；

3、沖擊氣缸，其設(shè)置于所述沖擊組件的后方用于撞擊沖擊組件前進(jìn)；

4、樣品夾持組件，其設(shè)置于沖擊組件的正前方用于夾持金剛石；

5、其中，所述樣品夾持組件包括其上開設(shè)有前后對(duì)穿通孔的夾套，金剛石被夾持在樣品夾持組件內(nèi)部通過通孔裸露于外環(huán)境，所述沖擊組件包括有與樣品夾持組件通孔水平對(duì)齊的撞針；

6、所述檢測(cè)裝置還包括設(shè)置于檢測(cè)臺(tái)上的高壓倉和氣泵，所述高壓倉與沖擊氣缸之間通過電磁閥連通，所述高壓倉上還設(shè)置有壓力計(jì)用于檢測(cè)內(nèi)部壓力；

7、所述氣泵與高壓倉連通向其中注氣加壓。

8、優(yōu)選地，所述沖擊組件還包括有安裝于檢測(cè)臺(tái)槽鋼上的滑軌，滑移安裝于所述滑軌上的滑塊，固裝于滑塊后側(cè)的頂錘；

9、所述撞針固定安裝于所述滑塊的正前方；

10、所述沖擊氣缸的輸出端上固裝有與頂錘直線對(duì)齊的撞錘。

11、優(yōu)選地，所述高壓倉上還設(shè)置有泄氣閥。

12、優(yōu)選地，所述檢測(cè)裝置還包括與樣品夾持組件直線設(shè)置的高功率激光燈，設(shè)置于樣品夾持組件上方的紅外測(cè)溫?cái)z像頭，以及設(shè)置于樣品夾持組件另一側(cè)正對(duì)其通孔的可調(diào)式顯微攝像頭；

13、所述樣品夾持組件還包括夾套單元一和夾套單元二，所述夾套單元一和夾套單元二通過螺絲拼接為一體，所述夾套的內(nèi)側(cè)開設(shè)有豎通槽與設(shè)置于上方的紅外測(cè)溫?cái)z像頭垂直對(duì)齊。

14、優(yōu)選地，所述夾套單元一通孔外周開設(shè)有樣品槽用于放置金剛石片/塊，所述夾套單元二的通孔外周設(shè)置有與樣品槽適配的頂撐凸塊，樣品槽和頂撐凸塊配合將金剛石片/塊夾持在內(nèi)側(cè)；

15、所述樣品夾持組件還包括夾持于夾套外周的兩個(gè)安裝套，兩個(gè)安裝套呈水平對(duì)稱設(shè)置，所述安裝套上開設(shè)有與豎通槽和紅外測(cè)溫?cái)z像頭豎直對(duì)齊的觀察槽。

16、優(yōu)選地，所述安裝套的側(cè)部開設(shè)于豎槽，其用于配合安裝于槽鋼上的限位板實(shí)現(xiàn)定位；

17、所述安裝套的后側(cè)設(shè)置有輸入端頂撐于夾套上的壓感器。

18、優(yōu)選地，所述沖擊氣缸的輸出端延伸方向上設(shè)置有緩沖缸；

19、所述緩沖缸包括安裝于檢測(cè)臺(tái)上的缸體；

20、活塞桿過盈配合于缸體腔體中；

21、所述活塞桿的外端位于沖擊氣缸輸出端的行進(jìn)路徑上；

22、所述活塞桿活塞的兩側(cè)均填充有液壓油用于緩沖，所述活塞桿的一側(cè)設(shè)置有彈性件用于頂撐活塞桿復(fù)位，所述活塞桿的活塞端設(shè)置有雙向閥。

23、優(yōu)選地，所述可調(diào)式顯微攝像頭包括相互鉸接安裝的折桿和被動(dòng)氣缸以及裝配于折桿翻折端的攝像頭；

24、所述被動(dòng)氣缸用于控制折桿的翻轉(zhuǎn)角度；

25、所述被動(dòng)氣缸的輸入端與電磁閥相連通。

26、優(yōu)選地，所述沖擊組件包括有防跳阻尼桿，所述防跳阻尼桿安裝于檢測(cè)臺(tái)上且其伸縮端連接于滑塊上。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

28、本發(fā)明通過將金剛石樣本夾持于樣品夾持組件中，樣品夾持組件的中部通孔將金剛石樣本暴露出來，沖擊組件通過沖擊氣缸驅(qū)動(dòng)將撞針高速水平撞擊金剛石樣本對(duì)其進(jìn)行硬度測(cè)試。測(cè)試裝置整體的集成度較高，占用高度和面積小，撞擊參數(shù)易于通過壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。并且水平撞擊不易發(fā)生彈跳，避免了測(cè)試的誤差隱患。

29、通過氣泵向高壓倉中加壓，令高壓倉中的壓力達(dá)到設(shè)定的指標(biāo)。此處高壓倉作為中轉(zhuǎn)的壓力腔，提高方案的穩(wěn)定性和可控性。高壓倉與沖擊氣缸之間通過電磁閥連接，導(dǎo)通電磁閥將高壓倉中的壓力泄到?jīng)_擊氣缸中，能夠產(chǎn)生一個(gè)爆發(fā)動(dòng)能，推動(dòng)沖擊氣缸輸出端高速頂出沖擊頂錘。便于設(shè)置緩沖機(jī)構(gòu)對(duì)沖擊氣缸進(jìn)行緩沖，防止末端動(dòng)能對(duì)結(jié)構(gòu)的損壞。高壓倉的頂部還裝配有泄壓閥，當(dāng)高壓倉的內(nèi)部壓力超過容器承載閾值，能夠被動(dòng)通過內(nèi)部壓力主動(dòng)或被動(dòng)泄壓，進(jìn)一步保證安全性。

30、通過高功率激光燈調(diào)整焦距直射樣品夾持組件的通孔中，加熱其中的金剛石樣本，高功率激光燈能夠產(chǎn)生上千度高溫并且精準(zhǔn)對(duì)金剛石樣本進(jìn)行加熱，相比傳統(tǒng)的烘烤加熱手段，保護(hù)了相關(guān)夾具等配件。同時(shí)配合與其同軸設(shè)置的可調(diào)式顯微攝像頭能夠一邊加熱一邊觀測(cè)金剛石的解離狀態(tài)，可以檢測(cè)金剛石的物理狀態(tài)的動(dòng)態(tài)變化過程。

技術(shù)特征：

1.一種人造金剛石的物理性能檢測(cè)裝置，其特征在于：包括沖擊組件（100），所述沖擊組件（100）設(shè)置于檢測(cè)臺(tái)上；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人造金剛石的物理性能檢測(cè)裝置，其特征在于：所述沖擊組件（100）還包括有安裝于檢測(cè)臺(tái)槽鋼上的滑軌（104），滑移安裝于所述滑軌（104）上的滑塊（101），固裝于滑塊（101）后側(cè)的頂錘（102）；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人造金剛石的物理性能檢測(cè)裝置，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種人造金剛石的物理性能檢測(cè)裝置，其特征在于：所述檢測(cè)裝置還包括與樣品夾持組件（500）直線設(shè)置的高功率激光燈（800），設(shè)置于樣品夾持組件（500）上方的紅外測(cè)溫?cái)z像頭（700），以及設(shè)置于樣品夾持組件（500）另一側(cè)正對(duì)其通孔的可調(diào)式顯微攝像頭（900）；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種人造金剛石的物理性能檢測(cè)裝置，其特征在于：所述夾套單元一（5011）通孔外周開設(shè)有樣品槽（5015）用于放置金剛石片/塊，所述夾套單元二（5012）的通孔外周設(shè)置有與樣品槽（5015）適配的頂撐凸塊（5016），樣品槽（5015）和頂撐凸塊（5016）配合將金剛石片/塊夾持在內(nèi)側(cè)；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種人造金剛石的物理性能檢測(cè)裝置，其特征在于：所述安裝套（502）的側(cè)部開設(shè)于豎槽，其用于配合安裝于槽鋼上的限位板（503）實(shí)現(xiàn)定位；

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種人造金剛石的物理性能檢測(cè)裝置，其特征在于：所述沖擊氣缸（300）的輸出端延伸方向上設(shè)置有緩沖缸（600）；

8.根據(jù)權(quán)利要求4-7任一項(xiàng)所述的一種人造金剛石的物理性能檢測(cè)裝置，其特征在于：所述可調(diào)式顯微攝像頭（900）包括相互鉸接安裝的折桿（901）和被動(dòng)氣缸（902）以及裝配于折桿（901）翻折端的攝像頭；

9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種人造金剛石的物理性能檢測(cè)裝置，其特征在于：所述沖擊組件（100）包括有防跳阻尼桿（105），所述防跳阻尼桿（105）安裝于檢測(cè)臺(tái)上且其伸縮端連接于滑塊（101）上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于金剛石性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種人造金剛石的物理性能檢測(cè)裝置，包括沖擊組件，所述沖擊組件設(shè)置于檢測(cè)臺(tái)上；沖擊氣缸，其設(shè)置于所述沖擊組件的后方用于撞擊沖擊組件前進(jìn)；樣品夾持組件，其設(shè)置于沖擊組件的正前方用于夾持金剛石；其中，所述樣品夾持組件包括其上開設(shè)有前后對(duì)穿通孔的夾套，金剛石被夾持在樣品夾持組件內(nèi)部通過通孔裸露于外環(huán)境，所述沖擊組件包括有與樣品夾持組件通孔水平對(duì)齊的撞針。本發(fā)明通過沖擊組件通過沖擊氣缸驅(qū)動(dòng)將撞針高速水平撞擊金剛石樣本對(duì)其進(jìn)行硬度測(cè)試。測(cè)試裝置整體的集成度較高，占用高度和面積小，撞擊參數(shù)易于通過壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。并且水平撞擊不易發(fā)生彈跳，避免了測(cè)試的誤差隱患。

技術(shù)研發(fā)人員：柳貴平,李林兵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：邵陽三泰科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19