[發明專利]高分辨率高溫金相組織分析儀

無效

• 申請號: 201010168257.X
• 申請日: 2010-05-07
• 公開（公告）號: CN101839846A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 周細應;于佃榮;劉延輝
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01
• 代理公司: 上海三方專利事務所 31127
• 代理人: 吳干權

[技術領域]

本發明涉及金相顯微鏡技術領域，具體地說是一種高分辨率高溫金相組織分析儀。

[背景技術]

20世紀是真空技術廣泛發展的時期，在真空的獲得，測量和保持等方面取得了巨大的發展，為實驗室和工業實踐中應用真空技術奠下了可靠的基礎，而真空技術為研究金屬在高溫下的行為開辟了廣闊的發展前途，逐漸形成了一門新的研究技術-高溫金相技術。高溫金相技術的應用，將會對金屬在加熱和冷卻時所發生的許多過程獲得新的認識，高溫金相技術的主要設備為高溫金相顯微鏡。

高溫金相技術發展的一個主要標志——高溫金相顯微鏡的發展，1863年英國的H.C.Sorby首次用顯微鏡觀察經拋光并腐刻的鋼鐵試片，從而揭開了金相學的序幕，而1909年P.Oberhoffer首次使用高溫金相顯微鏡則揭開了高溫金相學和高溫金相技術應用的序幕。

目前國內金相顯微鏡為便于記錄觀察，已在目鏡上方安設攝像裝置，但這種金相顯微鏡多為室溫觀察，功能較單一，多數高溫金相顯微鏡加熱溫度無法控制，雖然視窗19與熱臺上封蓋18分別外接有冷卻水循環系統，但冷卻速度無法控制，試樣在高溫觀察時易氧化。市場上尚未出現耐高溫長焦距高分辨率金相顯微鏡。

[發明內容]

本發明的目的是克服現有技術的不足，在不改變金相顯微鏡光路系統的基礎上，加裝高溫熱臺，可以在高溫環境下，實時觀察金相試樣的組織變化，加熱溫度從-190℃～1200℃，溫度可控，冷卻速度可控，并通過預留接口自由增加其他測試功能。工作距離長，分辨率可達1500倍。

為實現上述目的，設計一種高分辨率高溫金相組織分析儀，包括裝有數碼攝像裝置的金相顯微鏡、熱臺、視窗的冷卻水循環系統、溫臺上封蓋的冷卻水循環系統、內嵌有圖像分析系統的微機，其特征在于：數碼攝像裝置的信號輸出端連接微機的圖像信號輸入端，熱臺的外壁上分別設有冷卻水進水口、液氮冷卻口、真空接口、加熱電源接口、熱電偶接口、冷卻水出水口、預留功能接口；熱臺的腔室內設有陶瓷杯，陶瓷杯內的底部設有絕緣支架，絕緣支架頂部設有載物臺，絕緣支架底部空隙處對應的陶瓷杯底部設一孔，絕緣支架外纏繞電阻絲，電阻絲一端采用接線柱連接加熱電源接口內端，加熱電源接口外端采用CX100系列控制記錄表連接電源，組成熱臺加熱系統；熱電偶置于熱臺腔室內，熱電偶一端連接熱電偶接口，熱電偶另一端穿過孔后連接載物臺底部一側形成熱臺測溫系統；載物臺底部另一側連接銅棒的一端，銅棒的另一端穿過孔后連接液氮冷卻口內端，液氮冷卻口外端連接液氮源組成熱臺急速冷卻系統；冷卻水進水口的外端采用智能質量流量控制儀連接冷卻水源，并與冷卻水出水口共同組成熱臺水冷系統，真空接口的外端連接真空泵。

所述的冷卻水進水口與冷卻水出水口分別位于熱臺兩邊的對角位置。

所述的金相顯微鏡采用長焦距物鏡。

本發明同現有技術相比，有如下優點：

一、本裝置的冷卻速度與加熱速度可以數值表現，能夠更直觀更方便的控制：采用CX100系列控制記錄表5控制熱臺電源的輸入功率，從而達到控制熱臺加熱速度與試樣溫度的目的；采用智能質量流量控制器控制冷卻水的流速，通過冷卻水流速的控制來達到控制熱臺冷卻速度與維持熱臺恒定溫度的目的；使用智能質量流量控制器可以更直觀的控制熱臺內部的溫度變化。

二、本裝置的溫度范圍可達到-190℃～1200℃：本試驗裝置加裝了利用液氮實現的熱臺急速冷卻系統，使試樣冷卻溫度可達-190℃，再由于內部空心的上封蓋18外部原本連接的冷卻水循環系統，對視窗進行冷卻，即使熱臺內部溫度達到1200℃，物鏡鏡頭也不會炸裂；

三、本裝置可實時觀察金屬與非金屬在加熱與冷卻環境下的組織變化，使用范圍廣；

四、本裝置使用二級真空系統，熱臺內部真空度可達10^-3帕，真空度的提高可防止高溫下金屬試樣的氧化，能夠更真實的觀察高溫下金屬試樣的組織變化；

五、本裝置可擴展功能，極大的增加了高溫金相顯微鏡的應用范圍。例如通過預留功能口預留功能接口15可連接高溫金相顯微鏡的附屬裝置，可以測量金屬的顯微硬度，金屬材料在高溫情況下的內應力，還可檢測無機材料的流動性與潤濕性。

[附圖說明]

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明專利中熱臺的示意圖。

圖3為本發明專利中熱臺的剖面圖。

指定圖1為摘要附圖。