[發明專利]一種高溫超高真空小樣品拉伸蠕變測試裝置

在審

• 申請號: 201611259959.2
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN108267371A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 鄭鵬飛;楊爽;繆惺;魏然;王平懷;許增裕;諶繼明
• 申請（專利權）人: 核工業西南物理研究院
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 呂巖甲

本發明屬于材料研究過程中拉伸及蠕變力學性能的測試技術領域，具體內容涉及一種高溫超高真空小樣品拉伸蠕變測試裝置；該裝置包括主機、真空系統和抽氣系統；測試樣品設置在主機內，并將測試樣品加熱至測試溫度，真空系統為測試樣品提供真空環境，抽氣系統維持真空系統的真空度，測試樣品在主機內真空環境下進行拉伸蠕變試驗；本發明的抽氣系統采用羅茨泵與分子泵組合的形式，最高真空度可以達到1×10^?5Pa級以上，所需抽真空時間小于24小時，而抽至真空1×10^?4Pa級則僅需1小時；本發明采用刀口密封的方式，能夠達到優良的真空度；主副真空法蘭設計，降低維護周期；力值加載采用電機控制，穩定準確，適用于短時間的拉伸及長時間的蠕變實驗。

技術領域

本發明屬于材料研究過程中拉伸及蠕變力學性能的測試技術領域，具體涉及一種高溫超高真空小樣品拉伸蠕變測試裝置。

背景技術

在聚變堆研究領域中，無論是現在的各種托卡馬克、仿星器、激光聚變等實驗裝置，還是未來的聚變示范堆及商用堆，都需要采用能抗中子輻照、耐高溫的材料作為反應堆的結構材料。由于未來聚變堆將在高溫條件下運行以提高能量的轉換效率，因此要求結構材料能夠承受較高的溫度，而開發相關的聚變堆材料需要測試材料的力學性能，特別是在高溫下的力學性能，對于堆內部材料(尤其是易氧化的材料)，還需要提供真空環境以滿足材料測試的需求。

另外在聚變堆材料或其它材料研究過程中，由于一些輻照實驗或材料本身制造過程中尺寸的限制，開發一種既經濟又有效的小樣品測試方法是非常必要的。因此開發一種高溫超高真空適用于小樣品的材料力學性能測試裝置對于聚變堆材料研究大有裨益。

而從目前現有的一些裝置來看，可提高高溫條件的真空度水平較低，一般為1×10^-3－1×10^-2Pa級，對于高溫條件下容易發生氧化的材料測試則不適用，且一般常見的裝置都是測試標準樣品，試樣直徑為5mm或10mm的棒狀拉伸試樣，而對于聚變堆材料小樣品尺寸一般為(16-20)mm×(4-5mm)×(0.2-0.5)mm的板狀試樣，尺寸遠遠小于常規棒狀試樣，因此需要開發適用于小樣品的夾具、真空加熱腔室及力學性能測試方法。而其中對于超高真空腔室的設計加工、小樣品試樣的夾裝及性能測試等都是全新的技術難點。

發明內容

針對上述現有技術，本發明的目的在于提供一種高溫超高真空小樣品拉伸蠕變測試裝置，可用于高溫超高真空條件下測量小樣品材料的拉伸及蠕變力學性能測試裝置，解決聚變堆小樣品材料的拉伸及蠕變力學性能測試問題。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案。

本發明的目的在于提供一種高溫超高真空小樣品拉伸蠕變測試裝置，該裝置包括主機、真空系統和抽氣系統；

測試樣品設置在主機內，并將測試樣品加熱至測試溫度，真空系統為測試樣品提供真空環境，抽氣系統維持真空系統的真空度，測試樣品在主機內真空環境下進行拉伸蠕變試驗。

所述真空系統包括密封法蘭和真空腔室；

真空腔室為圓柱形金屬腔體，由金屬材料整體機加工成型；

所述真空腔室設置在主機臺架上，密封法蘭位于真空腔室下部，密封法蘭與主機臺架面配合，對真空腔室進行密封；

所述真空腔室右側上部開口與抽氣系統連接，抽氣系統維持真空腔室的真空度。

所述真空系統還包括觀察窗、真空計以及放氣閥；

真空腔室左側下方設置觀察窗，觀察窗用于實驗過程中真空腔室內部情況的觀察；

真空腔室左側下方設置放氣閥，放氣閥位于觀察窗上部，放氣閥用于實驗結束之后給真空腔室充氣；

真空腔室右側下方設置真空計，真空計用于測量真空腔室的真空度。