力热耦合微机电系统及原位力学平台的制作方法

技术特征：

1.一种力热耦合微机电系统，其特征在于，包括基体、t形加热端、c形加热端、内部温度约束结构和驱动端温度约束结构，所述基体的一端开设有凹槽；

所述t形加热端包括横杆部和纵杆部，所述横杆部间隔地嵌套于所述c形加热端中，以形成样品搭载区；所述纵杆部的一端连接于所述横杆部，所述纵杆部的另一端伸出所述c形加热端的开口侧并连接于所述内部温度约束结构，所述内部温度约束结构通过第一结构支撑梁安装于所述凹槽的槽底；所述c形加热端的封闭侧背离所述t形加热端的一端连接于所述驱动端温度约束结构，所述驱动端温度约束结构通过第二结构支撑梁安装于所述凹槽的槽口，所述驱动端温度约束结构背离所述c形加热端的一端用于连接微驱动器的动作端。

2.根据权利要求1所述的力热耦合微机电系统，其特征在于，所述内部温度约束结构和所述驱动端温度约束结构均为三角形镂空的桁架结构。

3.根据权利要求2所述的力热耦合微机电系统，其特征在于，所述驱动端温度约束结构背离所述c形加热端的一端设有双排平行桁架。

4.根据权利要求1所述的力热耦合微机电系统，其特征在于，所述内部温度约束结构朝向所述t形加热端的一端通过第一热沉梁连接于所述基体，所述驱动端温度约束结构朝向所述c形加热端的一端通过第二热沉梁连接于所述基体。

5.根据权利要求4所述的力热耦合微机电系统，其特征在于，所述t形加热端的表面设有第一加热电阻丝，所述c形加热端的表面设有第二加热电阻丝，所述基体的表面设有压焊区；所述第一加热电阻丝通过布设于所述第一热沉梁和所述基体的表面的第一引线连接于所述压焊区，所述第二加热电阻丝通过布设于所述第二热沉梁和所述基体的表面的第二引线连接于所述压焊区。

6.根据权利要求5所述的力热耦合微机电系统，其特征在于，所述第一加热电阻丝、所述第二加热电阻丝、所述第一引线、所述第二引线与所述压焊区之间的连接均采取平直、钝角或圆角的布线方式。

7.根据权利要求1所述的力热耦合微机电系统，其特征在于，所述c形加热端的封闭侧通过镂空的倒三角形结构连接于所述驱动端温度约束结构。

8.根据权利要求1所述的力热耦合微机电系统，其特征在于，还包括驱动连接结构，所述驱动连接结构的第一端的宽度大于第二端的宽度；所述驱动连接结构的第一端连接于所述驱动端温度约束结构背离所述c形加热端的一端，所述驱动连接结构的第二端用于连接所述微驱动器的动作端。

9.根据权利要求8所述的力热耦合微机电系统，其特征在于，所述驱动连接结构为凸字形结构。

10.一种利用如权利要求1至9中任一项所述的力热耦合微机电系统的原位力学平台，其特征在于，还包括驱动器载台和微驱动器，所述微驱动器和所述基体相对地安装于所述驱动器载台，所述微驱动器的动作端连接于所述驱动端温度约束结构，以驱动所述c形加热端靠近或者远离所述t形加热端。

技术总结
本实用新型涉及高温微纳实验力学装置技术领域，公开了一种力热耦合微机电系统及原位力学平台，其中力热耦合微机电系统包括基体、T形加热端、C形加热端、内部温度约束结构和驱动端温度约束结构，T形加热端的横杆部间隔地嵌套于C形加热端中，以形成样品搭载区；纵杆部伸出C形加热端的开口侧并连接于内部温度约束结构，内部温度约束结构安装于凹槽的槽底；C形加热端连接于驱动端温度约束结构，驱动端温度约束结构安装于凹槽的槽口。该力热耦合微机电系统通过设置相互配合的T形加热端和C形加热端，可以减少加热区域热质，降低功率，减小热漂移，可以实现样品拉压、剪切等力学加载同时结合加热升温的原位原子分辨的力热耦合测试。

技术研发人员：韩晓东;栗晓辰;毛圣成;马东锋;张剑飞;李雪峤;李志鹏;翟亚迪;张晴;杨晓萌;张家宝;王梦龙;张泽
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2020.01.10
技术公布日：2020.11.27