压应力是材料重要的服役载荷。研究材料在压应力下的显微结构演化规律,建立材料显微结构和力学性能间的关系,将为新材料设计和性能优化提供重要的科学支撑。透射电子显微镜是在纳米到亚埃尺度研究材料显微结构的重要方法之一,在其内引入压应力场,原位研究材料在压应力作用下的显微结构演化规律,则是建立显微结构—力学性能关联性的有效途径。Hysitron、Nanofactory、泽攸科技等仪器公司均开发了不同类型的透射电镜原位压应力实验装置,其通过在样品杆后端内置精密压电陶瓷,驱动样品杆前端的金刚石压头进行亚纳米量级的精确运动,进而在一定程度上实现材料显微结构—力学性能一体化研究。这些科学仪器为研究材料的弹塑性变形机理提供了重要的技术方法,但由于驱动、传感系统尺寸较大,限制了样品在α和β轴的双轴倾转,进而使得样品内的位错等缺陷不能被倾转至最佳成像衬度,降低了显微结构演化观察的分辨率和有效性。针对以上平台存在的问题,本论文研制了透射电镜定量化双倾原位压缩平台。具体工作如下:本文所研制的双倾力学平台采用微型压电陶瓷进行力学加载、集成压阻式传感器的微机电系统进行力学测量及样品搭载、软式电路板进行信号稳定传输。通过合适的引线设计及连接,实现了双倾过程中对样品进行定量化压缩。平台搭建后对驱动器稳定性进行了测试,并对传感器灵敏度进行了标定。应用标定过的平台进行了Ni纳米柱的定量化原位压缩实验,实现了TEM双倾过程中对样品进行定量化压缩,得到了压缩过程中的应力-应变曲线。通过柔性电路板的改良设计及平台优化,使力学传感器的实测分辨力达到了8μN、8nm。还可利用该平台通过观察TEM图像的方式进行载荷、位移数据的采集,以获取更高的力学分辨力。两种定量化方式集成于同一平台,可以满足绝大多数的实验需求。