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一種基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】一種基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置，包括：一個(gè)絕緣支撐基座，一個(gè)微試件，兩個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極，一個(gè)襯底，其中：絕緣支撐基座不與任何電極相連，也不接地，處于電勢(shì)浮動(dòng)狀態(tài)；微試件的一端固定在上述絕緣支撐基座上，另一端為水平懸空狀；兩個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極保持一定間距，置于微試件兩側(cè)并與微試件平行，其中一個(gè)電極接入直流正電壓，另一個(gè)電極接入直流負(fù)電壓；襯底上固定有所述的絕緣支撐基座和直流驅(qū)動(dòng)電極。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不存在夾持和對(duì)中困難的問題；無需在微試件上預(yù)制缺口或?qū)⑽⒃嚰糜谡婵窄h(huán)境中，就能夠提供足夠大的低周疲勞試驗(yàn)載荷；能夠以較低成本同時(shí)進(jìn)行多個(gè)微試件的疲勞試驗(yàn)，并方便地記錄載荷循環(huán)數(shù)。
【專利說明】一種基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置，屬于微納米技術(shù)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]微機(jī)電器件時(shí)常經(jīng)受大沖擊、大振動(dòng)、高溫度梯度等惡劣工作條件，此時(shí)器件中的微梁、微薄膜等機(jī)械部件會(huì)產(chǎn)生過大的變形以及應(yīng)力應(yīng)變，從而可能引發(fā)低周疲勞破壞。因此，在微機(jī)電器件設(shè)計(jì)之初，就應(yīng)該考慮其機(jī)械部件的低周疲勞問題，并進(jìn)行相應(yīng)的低周疲勞試驗(yàn)。然而，微結(jié)構(gòu)的尺寸很小，傳統(tǒng)的大型疲勞試驗(yàn)裝置無法加載，因此需要針對(duì)微結(jié)構(gòu)研究新的疲勞試驗(yàn)裝置和方法。
[0003]現(xiàn)有的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置可以分為接觸式和非接觸式兩類。接觸式指的是試驗(yàn)裝置必須與微試件直接接觸才能完成載荷的傳遞，這類試驗(yàn)裝置包括振動(dòng)臺(tái)，原子力顯微鏡，納米壓痕儀等。接觸式疲勞試驗(yàn)裝置盡管能夠提供足夠大的載荷，以保證低周疲勞試驗(yàn)的順利實(shí)施，但也存在著試驗(yàn)裝置昂貴且體積大、微試件的夾持和對(duì)中困難等問題。為解決上述問題，非接觸式疲勞試驗(yàn)裝置應(yīng)運(yùn)而生，其主要利用靜電力等非接觸力來加載，試驗(yàn)裝置成本低且體積小，微試件的夾持和對(duì)中也容易控制。然而，現(xiàn)有的非接觸式微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置同樣存在問題，它們大多通過靜電驅(qū)動(dòng)平行板或梳齒結(jié)構(gòu)，將交變的載荷傳遞到微試件上,驅(qū)動(dòng)微試件處于共振狀態(tài)，以使微試件考核部位發(fā)生疲勞破壞。不過由于靜電失穩(wěn)效應(yīng)(Pull-1n effect)的存在，靜電力載荷受到嚴(yán)重制約，因此微試件在此類試驗(yàn)裝置下的振幅不夠大，通常只有電極間距的1/3，導(dǎo)致試件考核部位的振動(dòng)應(yīng)力應(yīng)變幅值不足以進(jìn)行低周疲勞試驗(yàn)，具體體現(xiàn)為單根微試件的試驗(yàn)時(shí)間往往超過一天。為了加大微試件考核部位的振動(dòng)應(yīng)力、提高低周疲勞損傷、從而減低試驗(yàn)時(shí)間，目前的方法是在微試件上設(shè)計(jì)缺口特征，或者將微試件置于真空環(huán)境中進(jìn)行試驗(yàn)。上述方法雖然能夠縮短試驗(yàn)時(shí)間，但卻是以改變(削弱)原有微結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能為代價(jià)的，這種試驗(yàn)條件和實(shí)際工作條件的差異，會(huì)影響微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠性和有效性，也就無法精確預(yù)測(cè)微結(jié)構(gòu)在實(shí)際工作條件下的壽命。綜上所述，微結(jié)構(gòu)疲勞領(lǐng)域亟需一種既能夠簡(jiǎn)單便捷地進(jìn)行試驗(yàn)(不存在夾持和對(duì)中問題)，又能保證試驗(yàn)結(jié)果精度(不改變微結(jié)構(gòu)原有結(jié)構(gòu)特征和工作條件)的疲勞試驗(yàn)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明技術(shù)解決問題:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置，其既解決了接觸式試驗(yàn)裝置成本高、夾持和對(duì)中困難的問題，又改善了現(xiàn)有非接觸式試驗(yàn)裝置的加載載荷不足的問題。
[0005]本發(fā)明技術(shù)解決方案:基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置，具體包括:
[0006]一個(gè)絕緣支撐基座，該絕緣支撐基座既不與任何電極相連，也不接地，處于電勢(shì)浮動(dòng)狀態(tài)；[0007]—個(gè)導(dǎo)電的微試件，該微試件的一端固定在上述絕緣支撐基座上，另一端為水平懸空狀，微試件可以保持其在微機(jī)電器件中原來的結(jié)構(gòu)特征；
[0008]兩個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極，置于微試件兩側(cè)且與微試件平行，電極高度略低于絕緣支撐基座，其中一個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極接入直流正電壓，另一個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極接入直流負(fù)電壓，兩電極之間保持一定的間距；
[0009]一個(gè)襯底，所述絕緣支撐基座和直流驅(qū)動(dòng)電極均固定在該襯底上。
[0010]通過在兩個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極之間串聯(lián)一個(gè)電阻，在電阻上并聯(lián)一個(gè)示波器和計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)載荷循環(huán)數(shù)的監(jiān)測(cè)和記錄。
[0011]所述微試件可以是微懸臂梁、微簡(jiǎn)支梁、微薄膜等不同形式的微結(jié)構(gòu)，橫截面可以是方形、圓形、橢圓等不同形狀，制備材料可以是各種導(dǎo)電材料，如硅、金、鋁、銅、形狀記憶
I=I巫寸O
[0012]所述直流驅(qū)動(dòng)電極為柱體，其橫截面可以是多種形狀，包括矩形、圓柱形或橢圓形。
[0013]所述絕緣支撐基座和襯底材料為多種絕緣材料，包括聚酰亞胺、硅橡膠或光刻膠。
[0014]所述微試件為直徑25-26 μ m的微懸臂梁時(shí),其長(zhǎng)度為15_20mm。
[0015]所述直流驅(qū)動(dòng)電極為直徑為3mm的圓柱形時(shí)，電極中的一個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極接入正的直流電壓，范圍為O?+3000V，另一個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極則接入負(fù)的直流電壓，范圍為O?-3000V，電極之間保持的間距為8-15mm。
[0016]所述直流驅(qū)動(dòng)電極為直徑為3mm的圓柱形時(shí)，其絕緣支撐基座的高度為3_3.5mm。
[0017]可以通過改變兩電極的橫截面、間距、以及直流電源輸出，來調(diào)節(jié)微試件上的循環(huán)載荷幅值。
[0018]經(jīng)過理論計(jì)算和試驗(yàn)研究，當(dāng)微試件的長(zhǎng)徑比(長(zhǎng)度與直徑之比)為250-1000，電極間距與微梁長(zhǎng)度之比為0.3-0.6時(shí)，本發(fā)明能夠在沒有交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)的情況下，僅依靠直流電壓，驅(qū)動(dòng)微試件始終處于一階固有頻率附近的共振狀態(tài)，微試件的振動(dòng)幅值能夠達(dá)到電極間距的2倍以上。從結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)角度來講，微試件在本發(fā)明產(chǎn)生的靜電場(chǎng)中通過自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的反饋?zhàn)饔谜{(diào)節(jié)能量輸入，屬于一種“自激振動(dòng)”。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0020](I)與現(xiàn)有接觸式疲勞試驗(yàn)裝置相比，本發(fā)明的加載結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大小與微試件相當(dāng)，不存在夾持和對(duì)中困難的問題。
[0021](2)與現(xiàn)有非接觸式疲勞試驗(yàn)裝置相比，本發(fā)明能夠使微試件處于大幅自激振動(dòng)狀態(tài)，加載載荷足夠大，能夠滿足低周疲勞試驗(yàn)的要求，而不需要采用設(shè)計(jì)缺口特征、置于真空環(huán)境等方法，保證了疲勞試驗(yàn)的精度。
[0022](3)與現(xiàn)有非接觸式疲勞試驗(yàn)裝置相比，本發(fā)明極大地簡(jiǎn)化了載荷循環(huán)監(jiān)測(cè)和記錄裝置。現(xiàn)有非接觸式試驗(yàn)裝置是通過探測(cè)微試件和電極間微弱的電容變化(輸出信號(hào))來間接監(jiān)測(cè)載荷循環(huán)。由于輸出信號(hào)和驅(qū)動(dòng)信號(hào)為同頻率的交流信號(hào)，且輸出信號(hào)極為微弱，時(shí)常遇到驅(qū)動(dòng)信號(hào)與輸出信號(hào)不好區(qū)分的難題。而本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是直流電，不會(huì)對(duì)交流輸出信號(hào)產(chǎn)生干擾。在兩直流驅(qū)動(dòng)電極之間的電路中串聯(lián)一個(gè)電阻，即可得到輸出信號(hào)波形，并記錄載荷循環(huán)數(shù)。
[0023](4)本發(fā)明能夠以較低成本同時(shí)進(jìn)行多個(gè)試件的疲勞試驗(yàn)。現(xiàn)有的疲勞試驗(yàn)裝置往往采用交流驅(qū)動(dòng)方式，并通過頻率檢測(cè)和反饋電路，將微試件維持在共振狀態(tài)，若要同時(shí)進(jìn)行N個(gè)試件的疲勞試驗(yàn)，就必須配備N套交流驅(qū)動(dòng)和頻率檢測(cè)和反饋電路。而本發(fā)明采用的直流驅(qū)動(dòng)方式，微結(jié)構(gòu)處于自激振動(dòng)狀態(tài)，因此很容易將N個(gè)試驗(yàn)裝置并聯(lián)在一個(gè)直流電源下進(jìn)行試驗(yàn)，免去了上述的N套交流驅(qū)動(dòng)和頻率檢測(cè)和反饋電路，可最大限度地節(jié)省試驗(yàn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0025]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)右視圖；
[0026]圖3為本發(fā)明的整體試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖(包含驅(qū)動(dòng)和循環(huán)記錄裝置);
[0027]圖4為本發(fā)明的脈沖輸出試驗(yàn)數(shù)據(jù)圖；
[0028]圖5為本發(fā)明的疲勞試驗(yàn)方案示意圖；
[0029]圖6為本發(fā)明同時(shí)進(jìn)行多個(gè)微試件疲勞試驗(yàn)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖1、2所示，本發(fā)明提供一種基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置，包括:一個(gè)絕緣支撐基座I (本實(shí)施例中為長(zhǎng)方體，長(zhǎng)*寬*高為6mm*3mm*3.3mm)，該絕緣支撐基座不與任何電極相連，也不接地，處于電勢(shì)浮動(dòng)狀態(tài)；一個(gè)導(dǎo)電的微試件2(本實(shí)施例中為圓柱體，長(zhǎng)15-20mm，直徑20-60 μ m)，該微試件2的一端固定在上述絕緣支撐基座I上，另一端為水平懸空狀；兩個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極3 (本實(shí)施例中為圓柱體，直徑為3mm，長(zhǎng)為20mm)，兩個(gè)電極3與微試件平行，并保持一定間距(8-10mm)，其中一個(gè)電極接入正的直流電壓(O?+3000V)，另一個(gè)電極則接入負(fù)的直流電壓(O?-3000V)； 一個(gè)襯底4(長(zhǎng)*寬為30mm*30mm)，上述的一個(gè)絕緣支撐基座I和兩個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極3均固定在該襯底4上。
[0031]本發(fā)明的工作原理是基于微試件在靜電場(chǎng)中的自激振動(dòng)現(xiàn)象，具體為:將兩個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極3分別與直流電源的正極和負(fù)極相連，此時(shí)兩電極3之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定靜電場(chǎng)；在該靜電場(chǎng)中，微試件2因靜電感應(yīng)效應(yīng)而受到靜電力，靜電力克服彈性回復(fù)力而使微試件產(chǎn)生水平偏移；當(dāng)直流電壓進(jìn)一步增大時(shí)，靜電力和水平偏移也隨之增大，直到彈性回復(fù)力無法與靜電力保持平衡時(shí)，微試件2將發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象(pull-1n)，并與直流驅(qū)動(dòng)電極3的上表面接觸；由于微試件2固定在絕緣支撐基座I上，既沒有與任何電極相連也沒有接地，處于電勢(shì)浮動(dòng)狀態(tài)，因此微試件2與直流驅(qū)動(dòng)電極3的接觸并沒有導(dǎo)致短路；與上述接觸過程同時(shí)進(jìn)行的是直流驅(qū)動(dòng)電極3對(duì)微試件2的充電和放電過程(使微試件2的電勢(shì)與電極3的電勢(shì)相同，若接觸的是正電極，則是充電過程，若接觸的是負(fù)電極，則是放電過程)，由于微試件2的電容很小，這一充放電過程可以瞬間完成；接觸和充放電完成后，由于異性相斥原理，微試件2所受的靜電力反向,靜電力與回復(fù)力共同驅(qū)動(dòng)微試件2向反方向運(yùn)動(dòng)，直到與另一個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極3發(fā)生接觸并進(jìn)行充放電；如此反復(fù)，上述微試件2和直流驅(qū)動(dòng)電極3的接觸和充放電過程，就可以使微試件2形成一種穩(wěn)定的共振運(yùn)動(dòng)。
[0032]本發(fā)明中微試件2所在絕緣支撐基座I的高度略高于電極3，這樣微試件2在與電極3的接觸過程中，將會(huì)從電極3的表面滑過并繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)被電極3阻擋然后立即反向，因此振動(dòng)幅值能夠達(dá)到電極間距的2倍以上，足以滿足低周疲勞試驗(yàn)的需求。[0033]圖3為本發(fā)明的整體試驗(yàn)系統(tǒng)示意圖(包含直流驅(qū)動(dòng)和載荷循環(huán)記錄裝置)。其中，5為直流電源，6為電阻，7為示波器，8為計(jì)數(shù)器。如上文所述，微試件2在兩個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極間的來回接觸過程，也是微試件2本身的充放電過程，形象地說即是:微試件與負(fù)電極接觸時(shí)，會(huì)吸收一定量的電子，然后運(yùn)動(dòng)到正電極時(shí)，會(huì)釋放掉這些電子，從而在兩電極之間形成了一系列的脈沖信號(hào)。因此該脈沖信號(hào)可以表征微試件的振動(dòng)過程以及疲勞試驗(yàn)的載荷循環(huán)過程。通過在電極間串聯(lián)一個(gè)電阻6，并在電阻6上并聯(lián)一個(gè)示波器7和計(jì)數(shù)器8，即可監(jiān)測(cè)上述脈沖信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)載荷循環(huán)的記錄，如圖4所示。
[0034]圖5闡述了本發(fā)明的疲勞試驗(yàn)方案。首先，將直流電源5輸出的直流電壓施加在本發(fā)明的兩電極3后，微試件2即處于自激振動(dòng)狀態(tài)，計(jì)數(shù)器則開始記錄載荷循環(huán)數(shù)；利用顯微鏡9和高速CCD10，可以得到微試件2的真實(shí)振動(dòng)頻率和振動(dòng)幅值，其中的真實(shí)振動(dòng)頻率可用于計(jì)數(shù)器的校準(zhǔn)，真實(shí)振動(dòng)幅值則可以通過有限元軟件換算成微試件2考核部位的振動(dòng)應(yīng)力應(yīng)變幅值；當(dāng)微試件發(fā)生疲勞破壞后(本實(shí)例的微試件通常在幾小時(shí)甚至幾分鐘之內(nèi)就會(huì)發(fā)生疲勞斷裂)，自激振動(dòng)將會(huì)停止，計(jì)數(shù)器也自動(dòng)停止計(jì)數(shù)，此時(shí)的載荷循環(huán)數(shù)就是微試件在該振動(dòng)應(yīng)力水平下的試驗(yàn)壽命；然后換上一根新的微試件，并調(diào)整直流電源的輸出，可以用上述方法對(duì)新試件進(jìn)行另一個(gè)振動(dòng)應(yīng)力應(yīng)變水平下的疲勞試驗(yàn)。
[0035]為了進(jìn)一步節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間，可以將N個(gè)上述的試驗(yàn)裝置并聯(lián)在同一個(gè)直流電源下，并在每個(gè)試驗(yàn)裝置旁都設(shè)置一個(gè)電阻6和計(jì)數(shù)器8，同時(shí)對(duì)N個(gè)微試件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，如圖6所示。每個(gè)試驗(yàn)裝置及其配套電阻都在各自的支路上，因此對(duì)于每個(gè)微試件2的自激振動(dòng)狀態(tài)、振動(dòng)誘發(fā)的脈沖信號(hào)、以及計(jì)數(shù)器8的示數(shù)，均不會(huì)相互干擾，
[0036]本發(fā)明的基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置，其中微試件2可以是微懸臂梁、微簡(jiǎn)支梁、微薄膜等不同形式的微結(jié)構(gòu)，橫截面可以是方形、圓形、橢圓等不同形狀，制備材料可以是各種導(dǎo)電材料，如硅、金、鋁、銅、形狀記憶合金等；直流驅(qū)動(dòng)電極3柱體，其橫截面可以是多種形狀，包括矩形、圓柱形或橢圓形；絕緣支撐基座I和襯底4的制備材料可以為多種絕緣材料，包括聚酰亞胺、硅橡膠或光刻膠。
[0037]本發(fā)明的基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置，可以通過改變兩電極3的橫截面、間距、以及直流電源輸出等方法，來調(diào)節(jié)微試件2上的循環(huán)載荷幅值。
[0038]總之，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加載裝置與微試件大小相當(dāng)，不存在夾持和對(duì)中困難的問題；能夠在不開缺口、不置于真空的條件下為微試件提供足夠大的試驗(yàn)載荷進(jìn)行低周疲勞試驗(yàn)；能夠以較低成本同時(shí)進(jìn)行多個(gè)微試件的疲勞試驗(yàn)，并方便地記錄載荷循環(huán)數(shù)。
[0039]本發(fā)明示詳細(xì)闡述屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。
[0040]以上所述，僅是本發(fā)明的實(shí)施例子，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明原理和技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例子所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案范圍之內(nèi)，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置，包括:一個(gè)絕緣支撐基座，一個(gè)微試件，兩個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極，一個(gè)襯底，其特征在于: 所述的絕緣支撐基座不與任何電極相連，也不接地，處于電勢(shì)浮動(dòng)狀態(tài)； 所述的微試件是導(dǎo)電的，其一端固定在上述絕緣支撐基座上，另一端為水平懸空狀； 所述的兩個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極保持一定間距，置于微試件兩側(cè)并與微試件平行，其中一個(gè)電極接入直流正電壓，另一個(gè)電極接入直流負(fù)電壓； 所述的襯底上固定有前述的絕緣支撐基座和直流驅(qū)動(dòng)電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述微試件是微懸臂梁、微簡(jiǎn)支梁或微薄膜，其橫截面是方形、圓形、橢圓，制備材料是包括硅、金、鋁、銅、形狀記憶合金在內(nèi)的各種導(dǎo)電材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:當(dāng)所述微試件為微懸臂梁、橫截面為直徑25-26 μ m的圓形時(shí),其長(zhǎng)度為15_20mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述直流驅(qū)動(dòng)電極為柱體，其橫截面為矩形、圓柱形或橢圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:當(dāng)所述直流驅(qū)動(dòng)電極為直徑為3_的圓柱體時(shí)，電極中的一個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極接入正的直流電壓，范圍為O?+3000V，另一個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極則接入負(fù)的直流電壓，范圍為O?-3000V，電極之間保持的間距為8-15mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述絕緣支撐基座高度略高于直流驅(qū)動(dòng)電極，當(dāng)所述直流驅(qū)動(dòng)電極為直徑為3mm的圓柱形時(shí)，所述絕緣支撐基座的高度為3-3.5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述絕緣支撐基座和襯底材料為包括聚酰亞胺、硅橡膠或光刻膠在內(nèi)的各種絕緣材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:通過改變兩電極的橫截面、間距、以及直流電源輸出，來調(diào)節(jié)微試件上的循環(huán)載荷幅值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:通過在兩個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電極之間串聯(lián)一個(gè)電阻，在電阻上并聯(lián)一個(gè)示波器和計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)載荷循環(huán)數(shù)的監(jiān)測(cè)和記錄。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自激振動(dòng)原理的微結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:將N個(gè)所述的疲勞試驗(yàn)裝置并聯(lián)在同一個(gè)直流電源下，同時(shí)對(duì)N個(gè)微試件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。
【文檔編號(hào)】G01N3/38GK103487341SQ201310481444
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】閆曉軍, 漆明凈 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)