[發明專利]一種用于金屬微小型試樣高溫實驗的小型加熱裝置

在審

• 申請號: 201611158696.6
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106596620A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 王超;張澤展;姜晶;王飛;張晨貴;胡俊
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00;G05D23/22;G05D23/30
• 代理公司: 電子科技大學專利中心51203
• 代理人: 張楊

技術領域

本發明屬于材料測試技術領域，特別是涉及一種針對用于金屬微型試樣高溫實驗的小型加熱裝置。

背景技術

隨著科技的不斷發展和創新，人們對金屬材料的性能要求越來越高。高溫下金屬材料具有明顯不同于常溫的力學性能，如何有效的利用這一特點或者避免其形成高溫缺陷，就使得對金屬材料的高溫力學行為研究變得十分重要。

目前材料試驗設備的研究，朝著設備小型化，試驗過程簡單化，測量電子化的方向發展。如美國TA儀器公司(原美國杜邦公司儀器部)的蠕變分析儀。其溫度測量范圍為：一150℃至1000℃，最大樣品高度為:25mm，最大樣品直徑為：10mm，靈敏度為：100mn，位移范圍為：+/-2.5mm，載荷范圍為：0.001～1.0牛頓，測試環境為靜態，或采用控制流量的惰性和反應性氣體，防止試樣表面氧化。

關于對材料加熱的方法，《輕合金板超塑成形中的脈沖電流加熱方法及其宏微觀分析》中提到脈沖電流加熱方法，在1分內將鎂合金板材加熱至400℃，效率極高，但要求的電流密度高達27.5A/mm²，要達到1000℃以上的溫度，對導線的要求太苛刻；《航空發動機渦輪葉片發射率測量》中采用坩堝電阻爐對整片渦輪葉片加熱，最高溫度達到800℃，距離發動機葉片最高工作溫度1400℃-1600℃，另外整個爐體不方便改造，對測量高溫蠕變等造成了困難。

現有的加熱裝置無法滿足金屬微型試樣高溫實驗的要求，因此，開發出用于金屬微型試樣高溫實驗的小型加熱裝置具有重要意義。

發明內容

本發明主要解決的技術問題，就是提出一種金屬微型試樣高溫實驗的小型加熱裝置，提供室溫～1600℃可調節的小范圍溫度場。

解決以上技術問題，本發明采用的一個技術方案是：一種用于金屬微小型試樣高溫實驗的小型加熱裝置，該裝置包括殼體、加熱芯、隔熱材料、溫度控制器，其中加熱芯水平貫穿安裝在殼體一組對面的中心軸線上，隔熱保溫材料安裝在加熱芯與殼體之間，所述加熱芯包括電阻絲和陶瓷管，電阻絲均勻緊密纏繞在陶瓷管外表面，陶瓷管內部設置熱電偶，用來檢測加熱芯的實際溫度；所述溫度控制器根據加熱芯的實際溫度來控制陶瓷管內部的溫度。

進一步的，所述的殼體為立方體金屬盒子，殼體的一組對面開有圓形窗。

進一步的，在圓形孔上加裝石英玻璃，將其改裝成視窗，用于進行材料表面光學參數的測量。

進一步的，石英玻璃是帶有濾波功能的光學玻璃，可透過特殊波段供光學測溫設備測量。

進一步的，所述的隔熱保溫材料包括硅酸鋁纖維毯和硅酸鋁散棉，其中硅酸鋁纖維毯纏繞在加熱芯外表面，硅酸鋁散棉填充在殼體的剩余空隙。

本發明的有益效果在于：該加熱裝置體積小、結構簡單、緊湊，能夠針對微型板狀、絲狀、圓柱體試件進行局部高達1600℃的高溫加熱；小的加熱區域可以縮短加熱時間；小的加熱區域能夠提供更均勻的溫度場；裝置表面的濾波石英玻璃可根據光學測溫設備需要隨時更換，方便測量。

附圖說明

圖1為本發明的加熱芯示意圖；

圖2為本發明的殼體示意圖；

圖3為本發明的結構示意圖；

圖中：1.加熱芯，2.電阻絲，3.云母管，4.殼體，5.前表面，6.后表面，7.隔熱保溫材料，8.濾波石英玻璃。

具體實施方式

下面結合附圖用實例對本發明作進一步說明。

如圖1、2、3所示，一種金屬微型試樣高溫實驗的小型加熱裝置，包括殼體4、加熱芯1、隔熱材料7、溫度控制器，其特征是：所述的加熱芯1水平貫穿安裝在殼體4一組對面5、6的中心軸線上，隔熱保溫材料安裝在加熱芯與殼體之間。

在本實施例中，所述電熱芯1包括電阻絲2和云母管3，其中電阻絲2緊密均勻纏繞云母管3。在電熱芯1和殼體4之間安裝有隔熱保溫材料，保溫隔熱材料緊密填滿所有殼體空隙。為電熱絲供電使其發熱，云母管3的內部安裝有溫度傳感器，配合溫度控制器使用，方便實驗人員讀取并控制溫度。

所述的溫度控制器只要設定小型加熱裝置的溫度，啟動開關就可以自動控制加熱開關用電阻絲2加熱，同時利用溫度傳感器實時測量小型加熱裝置的溫度來控制加熱開關的通斷繼而實現溫度控制。