Устройство для проведения инструментального индентирования с возможностью экспериментального наблюдения области контакта индентора с поверхностью образца в реальном времени

Изобретение относится к устройствам определения упругих свойств материалов путем вдавливания микро- или наноиндентора в поверхность образца на заданную глубину либо под действием заданной силы. Технический результат, состоящий в расширении технологических возможностей при исследовании упругих деформаций и механических свойств материалов, обеспечивается проникающей способностью рентгеновских лучей, позволяющей визуализировать деформационное состояние материала в объеме без прекращения силового воздействия на индентор и удаления его для анализа отпечатка. Кроме того, за счет небольшого размера введенного специального узла с объектом исследования, благодаря которому удается уменьшить расстояние между рентгеновским источником и приемником, обеспечивается повышение разрешающей способности. Также, использование современных технических решений позволяет с высокой точностью контролировать перемещение индентора и силу, действующую на него в любой момент времени. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для проведения инструментального индентирования с возможностью экспериментального наблюдения области контакта индентора с поверхностью образца в реальном времени, содержащее точечный источник рентгеновского излучения, вращающийся гониометрический столик с блоком крепления образца и блок силового нагружения исследуемого материала, приемник рентгеновского излучения, а также компьютерный блок обработки и управления, узел, содержащий расположенные соосно отрезок цилиндрической трубки из материала прозрачного для рентгеновских лучей, микроиндентор и устройство линейного перемещения микроиндентора, для крепления введенного специального узла на гониометрическом столике, на верхней плоскости посадочного места, внутри цилиндрической трубки находится блок крепления исследуемого образца, расстояние между источником и приемником рентгеновского излучения выбирается равным 30 ± 5 мм, а гониометрический столик со специальным узлом располагается по середине между источником и приемником рентгеновского излучения, при этом отрезок цилиндрической трубки выполнен из пластика ULTEM или PEEK, блок силового нагружения выполнен электрическим и состоит из прецизионного электрического актуатора с шагом перемещения менее 25 нм, содержащим прецизионный датчик перемещения, связанный с контроллером, актуатор связан с устройством линейного перемещения индентора, в котором предусмотрено место для установки пьезоактуатора с шагом перемещения менее 1 нм, и жестко закреплен на верхнем торце введенной цилиндрической трубки вне её, а нижний конец трубки соединен резьбовым соединением с блоком крепления образца, содержащим прецизионный датчик силы связанный с микропроцессорным блоком обработки сигналов, контроллер и микропроцессорный блок соеденены физически с компьютерным блоком обработки и управления, а сигналы, обработанные контроллером и микропроцессорным блоком объеденены программно, что дает возможность построения кривой зависимости силы от глубины внедрения индентора в процессе внедрения индентора и разгрузки индентора до, после и во время съемки 3D модели деформационного состояния поверхности материала.