为实现双轴拉伸外场作用下高分子薄膜材料多尺度结构演化在线跟踪，工程实验室设计、研制了与同步辐射小角、宽角X射线散射联用的高温（最高220 ℃）双向拉伸装备，如图所示。装备可实现单向受限、非受限和双向同步、异步的拉伸模式，并且温度、速度、拉伸倍率、拉伸方式等外场参数均可独立控制。装备与同步辐射X射线实验站联用，可实现0.1-500 nm尺度范围内的结构检测，时间分辨为0.1 ms。装备可同时采集拉伸过程中两个方向的力学信息，结合多尺度结构数据，可构建加工-结构-性能的关系，揭示双向拉伸外场诱导高分子材料结构演化物理机理。工程实验室研制的与同步辐射X射线联用的双向拉伸装备为全球范围内首创，高分子材料双向拉伸过程原位研究时间分辨率为目前报道的最高水平。