本發(fā)明涉及石墨烯膜制造，具體為一種石墨烯膜制造用拉伸測(cè)試裝置及其方法。
背景技術(shù)：
1、石墨烯膜是一種由單層或幾層石墨烯構(gòu)成的薄膜材料，由于其獨(dú)特的電學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)性質(zhì)，石墨烯膜在電子器件、傳感器、能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換、復(fù)合材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
2、石墨烯膜在實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)受到不同程度的拉伸應(yīng)力，因而在石墨烯膜的制造過程中，需要通過對(duì)石墨烯膜進(jìn)行拉伸測(cè)試的方式評(píng)估其機(jī)械性能，尤其針對(duì)拉伸強(qiáng)度和彈性模量等關(guān)鍵指標(biāo)。
3、目前通常先在石墨烯膜卷中切割產(chǎn)出多條石墨烯膜樣條，并依次將樣條固定至拉伸試驗(yàn)機(jī)中，逐漸施加拉力直至材料發(fā)生斷裂，并記錄下施加的拉力大小和相應(yīng)的變形量，從而計(jì)算得出上述所需機(jī)械性能參數(shù)，至此完成單個(gè)樣條的拉伸測(cè)試，之后重復(fù)上述過程對(duì)多個(gè)樣條均進(jìn)行拉伸測(cè)試，最終得到多組樣條數(shù)據(jù)，并通過樣條數(shù)據(jù)反映出石墨烯膜的真實(shí)機(jī)械性能。
4、在目前的石墨烯膜的拉伸測(cè)試過程中存在以下問題：需要人工先在石墨烯膜卷中裁切出多條樣條并逐個(gè)裝夾至拉伸試驗(yàn)機(jī)中進(jìn)行逐個(gè)測(cè)試，完成單次測(cè)試后又需要拆卸經(jīng)過測(cè)試的樣條，整體步驟繁瑣，不利于批量化石墨烯膜的拉伸測(cè)試，整體作業(yè)效率較低，其次在拉伸過程中，由于石墨烯膜樣條受到拉伸應(yīng)力后會(huì)產(chǎn)生局部應(yīng)力，使得石墨烯膜部分區(qū)域產(chǎn)生褶皺（參閱圖9），影響了收集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于此，有必要提供一種石墨烯膜制造用拉伸測(cè)試裝置，旨在解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題。
2、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N石墨烯膜制造用拉伸測(cè)試裝置，與用于監(jiān)控采集石墨烯膜變形狀況圖像的監(jiān)控設(shè)備以及對(duì)圖像進(jìn)行分析處理的數(shù)據(jù)分析軟件配合使用，包括：測(cè)試臺(tái)，所述測(cè)試臺(tái)上固定設(shè)置有安裝座，待測(cè)石墨烯膜卷安裝于安裝座的上方，測(cè)試臺(tái)上設(shè)置有用于對(duì)石墨烯膜進(jìn)行多次拉伸測(cè)試的拉伸機(jī)構(gòu)。
3、所述拉伸機(jī)構(gòu)包括升降架，安裝座的左右兩端面均上下滑動(dòng)設(shè)置有升降架，兩個(gè)升降架的相對(duì)面均設(shè)置有壓膜部，壓膜部包括兩個(gè)前后對(duì)稱的壓實(shí)板，對(duì)應(yīng)兩個(gè)壓實(shí)板的相對(duì)面均固定設(shè)置有橡膠板，兩個(gè)壓膜部上下錯(cuò)開，通過壓實(shí)板壓實(shí)石墨烯膜后，下側(cè)壓膜部下移進(jìn)行拉伸。
4、所述測(cè)試臺(tái)上設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)兩個(gè)壓實(shí)板壓實(shí)石墨烯膜的實(shí)施部，實(shí)施部包括四個(gè)矩形分布的實(shí)施條，壓實(shí)板移動(dòng)至與實(shí)施條前后相對(duì)時(shí)，對(duì)應(yīng)兩個(gè)實(shí)施條相互靠近進(jìn)行壓實(shí)板的壓實(shí)動(dòng)作，下側(cè)壓膜部持續(xù)下移使得壓實(shí)板脫離實(shí)施條時(shí)，壓膜部解除壓膜動(dòng)作。
5、所述測(cè)試臺(tái)上設(shè)置有兩個(gè)均位于兩個(gè)壓膜部之間的撫平部，撫平部?jī)?nèi)包括兩個(gè)前后對(duì)稱的撫平板，通過兩個(gè)撫平板相互靠近使得石墨烯膜在拉伸區(qū)域內(nèi)保持平直。
6、根據(jù)有利的實(shí)施例，所述測(cè)試臺(tái)上固定設(shè)置有位于安裝座前側(cè)的安裝架，安裝架和安裝座的相對(duì)面上均前后滑動(dòng)設(shè)置有移動(dòng)板，移動(dòng)板上轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有兩個(gè)上下分布的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上固定套設(shè)有避讓架，避讓架上轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有連接板，左右相對(duì)的兩個(gè)實(shí)施條固定設(shè)置于上下相對(duì)的兩個(gè)連接板上。
7、根據(jù)有利的實(shí)施例，同一所述升降架上的兩個(gè)安裝塊之間共同固定設(shè)置有復(fù)位彈簧，在壓實(shí)板下移脫離實(shí)施條時(shí)，通過復(fù)位彈簧使得對(duì)應(yīng)兩個(gè)壓實(shí)板相互遠(yuǎn)離，松開石墨烯膜。
8、根據(jù)有利的實(shí)施例，所述壓膜部還包括接觸輥，前后相對(duì)的兩個(gè)壓實(shí)板的相背面均轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有四個(gè)呈矩陣排布的接觸輥，接觸輥的軸線從左至右延伸。
9、根據(jù)有利的實(shí)施例，所述避讓架呈u形，避讓架的u形區(qū)域水平長(zhǎng)度大于壓實(shí)板水平長(zhǎng)度的一半，移動(dòng)板上固定設(shè)置有與轉(zhuǎn)動(dòng)軸一一對(duì)應(yīng)連接的偏轉(zhuǎn)電機(jī)，通過偏轉(zhuǎn)電機(jī)控制避讓架上u形開口的朝向以避讓對(duì)應(yīng)壓實(shí)板的移動(dòng)過程。
10、根據(jù)有利的實(shí)施例，所述實(shí)施部還包括導(dǎo)引條，實(shí)施條的上端面固定設(shè)置有導(dǎo)引條，前后相對(duì)的兩個(gè)導(dǎo)引條前后對(duì)稱，前側(cè)導(dǎo)引條從前至后向下傾斜。
11、根據(jù)有利的實(shí)施例，所述升降架上設(shè)置有在拉伸測(cè)試過程中鎖定實(shí)施條和壓實(shí)板的鎖定部，鎖定部包括鎖定柱，升降架縱向段上朝向?qū)嵤l的端面通過水平架固定設(shè)置有兩個(gè)前后分布且軸線豎直的鎖定柱，鎖定柱與相鄰的實(shí)施條對(duì)應(yīng)，實(shí)施條朝向?qū)?yīng)鎖定柱的端面轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有配合塊，配合塊上開設(shè)有鎖定槽，配合塊與實(shí)施條之間共同固定設(shè)置有渦卷彈簧。
12、根據(jù)有利的實(shí)施例，所述撫平部還包括滑動(dòng)桿，移動(dòng)板上前后滑動(dòng)貫穿有軸線從前至后延伸的滑動(dòng)桿，撫平板固定設(shè)置于滑動(dòng)桿靠近實(shí)施條的一端，撫平板與移動(dòng)板之間共同固定設(shè)置有套設(shè)于滑動(dòng)桿上的抵緊彈簧，前后相鄰兩個(gè)撫平板的相對(duì)面均轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有多個(gè)從上至下等距排布且軸線從左至右延伸的撫平輥，后側(cè)撫平板的前端面固定設(shè)置有四個(gè)呈矩陣排布的插接筒，前側(cè)撫平板的后端面固定設(shè)置有與插接筒配合的插接柱。
13、根據(jù)有利的實(shí)施例，所述滑動(dòng)板遠(yuǎn)離實(shí)施條的端面通過矩形塊固定設(shè)置有兩個(gè)上下分布且軸線從左至右延伸的水平桿，升降架的縱向段上固定設(shè)置有兩個(gè)前后對(duì)稱的v形板，前后相對(duì)的兩個(gè)v形板的v形開口相對(duì)分布。
14、綜上所述，本發(fā)明包括以下至少一種有益效果：一、本發(fā)明中通過兩個(gè)壓膜部上下交換位置以及下側(cè)壓模板持續(xù)下移脫離實(shí)施條實(shí)現(xiàn)復(fù)裝動(dòng)作，從而能夠自動(dòng)隨機(jī)進(jìn)行石墨烯膜卷中石墨烯膜的拉伸測(cè)試動(dòng)作，無需重復(fù)多次裝夾和拆卸步驟，提高了拉伸測(cè)試過程中的便捷度和效率，便于進(jìn)行批量化多次的拉伸測(cè)試，其次通過撫平部中對(duì)應(yīng)兩個(gè)撫平板的相互靠近動(dòng)作，使得拉伸應(yīng)力在石墨烯膜上分布均勻，避免因褶皺或彎曲的部分引入額外的應(yīng)力集中點(diǎn)，減小誤差，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
15、二、本發(fā)明中通過插接柱插入插接筒內(nèi)，控制兩個(gè)撫平板上撫平輥的間距，保持撫平輥對(duì)石墨烯膜的撫平效果的同時(shí)，避免出現(xiàn)撫平輥對(duì)拉伸測(cè)試過程產(chǎn)生干擾而影響測(cè)試結(jié)果的問題，同時(shí)通過形成整體框架提高了拉伸測(cè)試過程中撫平動(dòng)作的平穩(wěn)度。
1.一種石墨烯膜制造用拉伸測(cè)試裝置，與用于監(jiān)控采集石墨烯膜變形狀況圖像的監(jiān)控設(shè)備以及對(duì)圖像進(jìn)行分析處理的數(shù)據(jù)分析軟件配合使用；其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯膜制造用拉伸測(cè)試裝置，其特征在于：所述測(cè)試臺(tái)上固定設(shè)置有位于安裝座前側(cè)的安裝架，安裝架和安裝座的相對(duì)面上均前后滑動(dòng)設(shè)置有移動(dòng)板，移動(dòng)板上轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有兩個(gè)上下分布的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上固定套設(shè)有避讓架，避讓架上轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有連接板，左右相對(duì)的兩個(gè)實(shí)施條固定設(shè)置于上下相對(duì)的兩個(gè)連接板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯膜制造用拉伸測(cè)試裝置，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯膜制造用拉伸測(cè)試裝置，其特征在于：所述壓膜部還包括接觸輥，前后相對(duì)的兩個(gè)壓實(shí)板的相背面均轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有四個(gè)呈矩陣排布的接觸輥，接觸輥的軸線從左至右延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種石墨烯膜制造用拉伸測(cè)試裝置，其特征在于：所述避讓架呈u形，避讓架的u形區(qū)域水平長(zhǎng)度大于壓實(shí)板水平長(zhǎng)度的一半，移動(dòng)板上固定設(shè)置有與轉(zhuǎn)動(dòng)軸一一對(duì)應(yīng)連接的偏轉(zhuǎn)電機(jī)，通過偏轉(zhuǎn)電機(jī)控制避讓架上u形開口的朝向以避讓對(duì)應(yīng)壓實(shí)板的移動(dòng)過程。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯膜制造用拉伸測(cè)試裝置，其特征在于：所述實(shí)施部還包括導(dǎo)引條，實(shí)施條的上端面固定設(shè)置有導(dǎo)引條，前后相對(duì)的兩個(gè)導(dǎo)引條前后對(duì)稱，前側(cè)導(dǎo)引條從前至后向下傾斜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨烯膜制造用拉伸測(cè)試裝置，其特征在于：所述鎖定部包括鎖定柱，升降架縱向段上朝向?qū)嵤l的端面通過水平架固定設(shè)置有兩個(gè)前后分布且軸線豎直的鎖定柱，鎖定柱與相鄰的實(shí)施條對(duì)應(yīng)，實(shí)施條朝向?qū)?yīng)鎖定柱的端面轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有配合塊，配合塊上開設(shè)有鎖定槽，配合塊與實(shí)施條之間共同固定設(shè)置有渦卷彈簧。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種石墨烯膜制造用拉伸測(cè)試裝置，其特征在于：所述撫平部還包括滑動(dòng)桿，移動(dòng)板上前后滑動(dòng)貫穿有軸線從前至后延伸的滑動(dòng)桿，撫平板固定設(shè)置于滑動(dòng)桿靠近實(shí)施條的一端，撫平板與移動(dòng)板之間共同固定設(shè)置有套設(shè)于滑動(dòng)桿上的抵緊彈簧，前后相鄰兩個(gè)撫平板的相對(duì)面均轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有多個(gè)從上至下等距排布且軸線從左至右延伸的撫平輥，后側(cè)撫平板的前端面固定設(shè)置有四個(gè)呈矩陣排布的插接筒，前側(cè)撫平板的后端面固定設(shè)置有與插接筒配合的插接柱。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種石墨烯膜制造用拉伸測(cè)試裝置，其特征在于：所述滑動(dòng)桿遠(yuǎn)離實(shí)施條的端面通過矩形塊固定設(shè)置有兩個(gè)上下分布且軸線從左至右延伸的水平桿，升降架的縱向段上固定設(shè)置有兩個(gè)前后對(duì)稱的v形板，前后相對(duì)的兩個(gè)v形板的v形開口相對(duì)分布。
10.一種石墨烯膜制造用拉伸測(cè)試方法，由權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的一種石墨烯膜制造用拉伸測(cè)試裝置配合完成，其特征在于，包括以下步驟：