[發明專利]一種陶瓷片高壓熱處理裝置

有效

• 申請號: 201610159279.7
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105646001B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 包立;齊西偉;梅瑞斌
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B22F3/15
• 分類號: B22F3/15;C04B41/80;C21D1/42
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 宋林清

1.一種陶瓷片高壓熱處理裝置，其特征在于，包括：

一試驗機，所述試驗機包括相對設置的橫梁(3)、底座(16)，在底座(16)和橫梁(3)之間設有上模(7)、下模(13)，所述上模(7)帶有凸臺，所述下模(13)帶有用于放置陶瓷片(12)的凹槽，在進行熱處理時，所述上模(7)在外力作用下朝向所述下模(13)移動，使得上模(7)上的凸臺與下模(13)上的凹槽間隙配合，所述陶瓷片(12)的外部形成有一保溫罩(19)；

一溫度傳感器(10)，與所述上模(7)相連，用于測量上模(7)端部溫度；

一感應加熱器，用于對所述陶瓷片(12)進行加熱，所述感應加熱器包括感應銅管(8)、冷卻水(9)，所述感應銅管(8)用于對陶瓷片(12)進行加熱；所述冷卻水(9)設置在感應銅管(8)的周圍，用于實現感應銅管(8)的溫度均勻變化；

一應變傳感器(11)，與陶瓷片(12)相連，用于測量陶瓷片位移變化，并反饋壓力值；

一應變PID控制器(6)，與所述應變傳感器(11)、試驗機的控制器相連接，用于根據接收到的所述應變傳感器(11)的信號來向試驗機的控制器發送控制信號，以使得所述試驗機的控制器來控制上模(7)的下行位移；

壓力調節與厚度應變ε滿足如下公式：

p＝BEε (1)

式中：模型系數B為常數；p為壓力，MPa；E為陶瓷片彈性模量，MPa；ε為陶瓷片反饋的應變值；

彈性模量E隨溫度而線性降低，滿足如下公式：

E＝CT+D (2)

壓力調節與厚度應變占和彈性模量E滿足如下公式：

p＝B(CT+D)ε (3)

式中：C和D是與材料有關的常數，T為保溫溫度，℃；

一溫度PID控制器，與溫度傳感器(10)和感應加熱器相連接，用于接收溫度傳感器發送的溫度信號，并根據接收的溫度信號來調節所述感應加熱器的加熱溫度，使加熱溫度達到預設溫度；

加熱溫度與加熱時間t、輸入電流I和工作頻率f滿足如下公式：

式中：模型系數A、a、b、c為常數；ρ為實驗樣品陶瓷片密度，kg/cm³；c為實驗樣品陶瓷片比熱，J/(kg·℃)；T_t為加熱時間t后樣品陶瓷片溫度，℃；t為加熱時間，s；T₀為初始溫度，℃；I為輸入電流，A；f為工作頻率，kHz。

2.根據權利要求1所述的陶瓷片高壓熱處理裝置，其特征在于，

所述上模(7)通過第一外螺紋(17)與上模座(4)相連，上模座(4)通過螺紋與試驗機中梁連接；所述下模(13)通過第二外螺紋(18)與下模座(14)相連接，所述下模座(14)通過法蘭(15)與試驗機的底座(16)連接。

3.根據權利要求1所述的陶瓷片高壓熱處理裝置，其特征在于，

所述凸臺直徑19mm，高度為3.2mm，凹槽直徑20mm，凹槽深度為3mm，

所述陶瓷片(12)的直徑范圍為0-18mm，厚度范圍為0-3mm。