[發(fā)明專利]一種超高溫抗氧化性能試驗平臺及試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711207695.0
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN108226154B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周森安;張猛;李振杰;麻寶娟;付權(quán)鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 洛陽西格馬高溫電爐有限公司
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N25/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 常曉虎

本發(fā)明屬于材料性能檢測領(lǐng)域，特別是一種超高溫抗氧化性能試驗平臺，包括立式爐體和爐體上端的爐門，爐體下部設(shè)置有真空裝置和保護氣體補充裝置，爐體內(nèi)設(shè)有保溫層，保溫層頂部設(shè)置有隔熱門組件，中部設(shè)置有放置樣件的托板，托板與頂出裝置連接，并能夠由頂出裝置頂出隔熱門組件，爐門上方設(shè)置有檢測儀器。本發(fā)明采用把發(fā)熱體加熱環(huán)境與氧化試驗環(huán)境分離，加熱時，爐體內(nèi)沖入保護氣體為氣體保護環(huán)境，加熱完成后，將被加熱的樣件從氣體保護環(huán)境迅速的移動到氧化環(huán)境，使高溫樣件在氧化氣氛下發(fā)生氧化作用，而發(fā)熱體還在氣體保護環(huán)境中，保護發(fā)熱元件不受氧化，大大提高了發(fā)熱元件的壽命，減少試驗成本，具有較好的市場價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料性能檢測領(lǐng)域，特別是一種超高溫抗氧化性能試驗平臺及試驗方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，航天航空業(yè)、導彈技術(shù)等發(fā)展迅速，航天航空業(yè)發(fā)展需要具有耐高溫，抗惡劣環(huán)境，抗氧化等特點的材料，陶瓷材料，碳纖維材料、復合材料，以其優(yōu)異耐高溫、抗氧化的特殊性能，得到越來與多的應(yīng)用，并且這些性能非常適用于航天器、高速導彈，如果要將陶瓷材料、碳纖維材料、復合材料應(yīng)用，首先要解決材料的檢測設(shè)備和方法問題。

傳統(tǒng)試驗的方法是將樣件在爐膛內(nèi)加熱、保溫一段時間后，冷卻，然后，把樣件從爐膛內(nèi)取出，檢測樣件的變化，通常這種操作稱為燒結(jié)、加熱退火、回火工藝。為了試驗樣件在超高溫條件下的性能，需要在真空或保護氣體下進行，這時需要將樣件加熱到設(shè)定的溫度，加熱元件所處的環(huán)境和溫度就是樣件試驗環(huán)境。因此，傳統(tǒng)工藝進行樣件的抗氧化試驗時，樣件最高的抗氧化試驗溫度與發(fā)熱體抗氧化溫度保持一致，或者低于發(fā)熱體抗氧化溫度，這就對超高溫加熱的發(fā)熱體提出非常高的要求，大大提高了試驗成本，同時由于發(fā)熱體的氧化也會對試驗產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了檢測超高溫環(huán)境下材料的抗氧化性能，但又不能讓發(fā)熱體氧化，本發(fā)明提出了一種超高溫抗氧化性能試驗平臺。

本發(fā)明為解決上述問題，采用的技術(shù)方案為：一種超高溫抗氧化性能試驗平臺，包括立式爐體和爐體上端的爐門，爐體下部設(shè)置有真空裝置和保護氣體補充裝置，爐體內(nèi)設(shè)有空心無頂保溫層，并通過保溫層支架與爐體內(nèi)壁連接，保溫層頂部設(shè)置有能夠橫向平移開啟的隔熱門組件，保溫層內(nèi)底部設(shè)置有發(fā)熱體，保溫層中部設(shè)置有放置樣件的托板，托板與設(shè)置在爐體底部的頂出裝置連接，并能夠由頂出裝置頂出隔熱門組件，爐門上方設(shè)置有用于檢測樣件溫度變化和形態(tài)變化的檢測儀器。

進一步地，頂出裝置包括設(shè)置在托板下方并與其連接的耐高溫支撐桿，保溫層底面開有供支撐桿通過的通孔，隔熱門組件中間開有支撐桿向上頂出時隔熱門組件還能夠關(guān)閉的避讓孔，支撐桿下端伸出爐體底部并連接升降氣缸。

進一步地，支撐桿通過水冷連接桿與升降氣缸連接。

進一步地，隔熱門組件包括：兩個隔熱門、導向軌道、氣缸支架和兩個隔熱門氣缸，所述導向軌道與保溫層連接，隔熱門氣缸通過氣缸支架安裝在爐體外側(cè)，隔熱門氣缸的活塞伸出桿伸入爐體的與隔熱門連接，兩個隔熱門分別在各自的隔熱門氣缸的帶動下沿導向軌道移動。

進一步地，導向軌道設(shè)置在環(huán)形隔熱層A上，環(huán)形隔熱層A內(nèi)側(cè)壁與保溫層連接，外側(cè)壁與爐體內(nèi)壁連接，上表面與隔熱門下表面接觸。

進一步地，隔熱門上方設(shè)置有環(huán)形隔熱層B，其外側(cè)壁與爐體內(nèi)壁連接，內(nèi)側(cè)壁與保溫層內(nèi)壁對齊，下表面與隔熱門上表面接觸，加強隔熱效果。

進一步地，檢測儀器采用熱像儀和工業(yè)攝像機。

進一步地，爐體和爐門采用雙層空心結(jié)構(gòu)，中間通入冷卻水對爐體進行冷卻。

進一步地，發(fā)熱體采用U型發(fā)熱體，發(fā)熱端在保溫層內(nèi)，接線端在保溫層與爐體之間接線。

一種用上述試驗平臺的超高溫抗氧化性能試驗方法，包括以下步驟：

1）準備好熱像儀和工業(yè)攝像機，使其處于工作狀態(tài)，準備好計算機，開啟成像分析軟件系統(tǒng)；