[發(fā)明專利]用于霍普金森壓桿實驗的加熱爐

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310683864.3
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103673608A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王罡;聶振國;融亦鳴;林永亮;齊偉
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: F27B17/02
• 分類號: F27B17/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及實驗用高溫加熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于霍普金森壓桿實驗的加熱爐。

背景技術(shù)

高溫爐是實驗用的一種高溫加熱設(shè)備，以電加熱為主，用以燒結(jié)、熔化、加熱、熱處理等。

高溫爐大體上由爐體、電源系統(tǒng)、測溫控溫系統(tǒng)及相應(yīng)的附屬設(shè)備或裝置等幾部分構(gòu)成。高溫爐的分類方式有多種。按其作業(yè)方式,可分為周期式作業(yè)爐和連續(xù)式作業(yè)爐兩大類。實驗室常用的一般為周期式作業(yè)爐。按爐體的形狀特點可劃分為箱式爐、管式爐等。按最高工作溫度,又可分為中溫爐、高溫爐和超高溫爐等類型。高溫爐的最高工作溫度是爐子的一個主要技術(shù)指標(biāo),它是由加熱元件決定的。而高溫爐的最高工作溫度和不同的爐型,又是決定其用途的關(guān)鍵因素。高溫爐的加熱元件主要有電阻絲、硅碳棒、硅鉬棒，最高加熱溫度分別為1200℃、1400℃、1400℃。

霍普金森壓桿實驗用于研究材料動態(tài)力學(xué)性能，該實驗常常需要材料在較高的溫度下進行。而加熱設(shè)備主要是電阻絲為加熱元件的高溫爐。實驗室高溫爐的加熱元件一般使用的電阻絲為鐵鉻鋁、鎳鉻、鎳鉻鐵等高電阻合金絲,一般最高使用溫度不超過1200℃,它們具有高電阻率,電阻溫度系數(shù)小,抗氧化良好的機械加工和焊接性能，在高溫下有較高強度,可以加工成各種尺寸形狀，在高溫下耐腐蝕性好,尤其適合在含有硫和硫化物氣氛中使用,且價格低廉,適用于專用電爐,實驗室電爐和各種箱式爐等。

但是由于電阻絲在高溫下的易燒斷特性，往往導(dǎo)致其最高加熱溫度為800℃左右，很多材料例如高溫鐵基合金和鎳基合金，測試其高溫動態(tài)力學(xué)性能時需要加熱到1000℃以上，使用電阻絲高溫爐很難在這樣高的溫度長時間保溫。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的發(fā)明人認識到，硅鉬棒是一種以二硅化鉬為基礎(chǔ)制成的耐高溫、抗氧化、低老化的新型電阻發(fā)熱元件。它的特性是在氧化氣氛下加熱到高溫,表面能生成一層致密的石英玻璃膜,保護其不再氧化,因此具有獨特的高溫抗氧化性。在氧化氣氛下,棒體的發(fā)熱溫度可達1830℃,最高使用溫度為1400℃。

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種結(jié)構(gòu)簡單、可以滿足霍普金森高溫實驗所需要的溫度要求的用于霍普金森壓桿實驗的加熱爐。

根據(jù)本發(fā)明實施例的用于霍普金森壓桿實驗的加熱爐，包括：爐體，所述爐體內(nèi)具有加熱腔室；爐門，所述爐門與所述爐體相連以打開和關(guān)閉所述加熱腔室；夾具，所述夾具設(shè)在所述加熱腔室內(nèi)；和硅鉬棒，所述硅鉬棒具有熱端和冷端，所述熱端設(shè)在所述加熱腔室內(nèi)且由所述夾具夾持，所述冷端穿過所述爐體延伸至外界。

根據(jù)本發(fā)明實施例的用于霍普金森壓桿實驗的加熱爐，采用硅鉬棒作為加熱爐的發(fā)熱元件，最高使用溫度可達1400℃，可以滿足霍普金森高溫實驗所需要的溫度要求，結(jié)構(gòu)簡單。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的用于霍普金森壓桿實驗的加熱爐還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一個示例，所述用于霍普金森壓桿實驗的加熱爐還包括第一隔熱層和第二隔熱層，所述第一隔熱層布滿所述爐體的內(nèi)壁，所述第二隔熱層布滿所述爐門的內(nèi)壁。

根據(jù)本發(fā)明的一個示例，所述第一隔熱層和所述第二隔熱層均為隔熱石棉層。

根據(jù)本發(fā)明的一個示例，所述用于霍普金森壓桿實驗的加熱爐還包括耐熱磚，所述耐熱磚布滿所述爐體的底壁。

根據(jù)本發(fā)明的一個示例，所述耐熱磚為剛玉磚。

根據(jù)本發(fā)明的一個示例，所述硅鉬棒的熱端構(gòu)造成U形。

根據(jù)本發(fā)明的一個示例，所述U形的硅鉬棒的熱端豎直地被所述夾具夾持。

根據(jù)本發(fā)明的一個示例，所述U形的硅鉬棒的熱端為互相串聯(lián)的兩個。

根據(jù)本發(fā)明的一個示例，所述爐體為圓柱形爐體。

根據(jù)本發(fā)明的一個示例，所述夾具為坩堝夾具。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于霍普金森壓桿實驗的加熱爐的示意圖；和

圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于霍普金森壓桿實驗的加熱爐的示意圖。

具體實施方式