[實用新型]一種用于空間在軌材料科學實驗的通用型樣品安瓿

有效

• 申請號: 201721105785.4
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN207628437U
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 羅興宏;李洋;封少波
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

本實用新型公開了一種用于空間在軌材料科學實驗的通用型樣品安瓿，屬于空間微重力條件下材料科學實驗研究技術領域。該樣品安瓿包括石英安瓿外管、石英頂管、裝載區、不銹鋼套管與合金夾頭；石英安瓿外管內設置帶有中心孔的定位平臺，用于封裝時對樣品或坩堝定位；石英頂管用于頂緊并固定樣品或坩堝；裝載區是指石英安瓿外管內的定位平臺與石英頂管之間的封閉區域，所述裝載區用于放置并固定樣品或坩堝；所述合金夾頭包括不銹鋼夾頭，用于夾緊石英頂管；所述不銹鋼外套管對樣品安瓿起保護作用。本實用新型與實驗裝置配套，承載材料樣品且具有密封性，適用于空間微重力環境下多種類型材料實驗并安全可靠的通用型安瓿。

技術領域

本實用新型涉及空間微重力條件下材料科學實驗研究技術領域，具體涉及一種用于空間在軌材料科學實驗的通用型樣品安瓿。

背景技術

空間科學及應用是當今世界科技發展的重要前沿，空間材料科學是其中最重要和具有代表性的領域方向之一。對于認知材料物理與化學過程的本征規律，豐富和完善材料科學基礎理論，指導和推動地基材料制備工藝和戰略性新興產業發展，服務于高技術進步和國民經濟建設都具有重要意義。

空間在軌材料科學實驗是由運載火箭將載有實驗爐的空間飛行器發射到空間某一飛行軌道。經過一定時間的飛行后，實驗樣品在實驗爐中完成實驗。隨返回艙返回地面。發射和回收期間需承受十分惡劣的力學環境。因此，空間在軌材料科學實驗中使用的安瓿要有足夠的力學強度經得住惡劣的力學環境的震動與沖擊并保證安瓿完整無損。安全可靠是第一位的。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種用于空間在軌材料科學實驗的通用型樣品安瓿，該樣品安瓿與實驗裝置配套，承載材料樣品且具有密封性，適用于空間微重力環境下多種類型材料實驗并安全可靠。

為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案如下：

一種用于空間在軌材料科學實驗的通用型樣品安瓿，包括石英安瓿外管、石英頂管、裝載區、不銹鋼套管與合金夾頭；其中：

所述石英安瓿外管為一端封閉的管狀結構，其封閉端為圓弧曲面；在石英安瓿外管內部其封閉端的圓弧曲面與直管過渡的位置設置帶有中心孔的定位平臺，該定位平臺用于封裝時對樣品或坩堝進行定位；所述石英安瓿外管的外徑根據配套使用的材料實驗爐爐膛尺寸而確定，管壁厚度≥1.5mm。

所述石英頂管為一端為平底的盲管，通過平底端頂緊并固定樣品或坩堝；所述石英頂管的外徑比石英安瓿外管的內徑小1-2mm，石英頂管的管壁厚度≥2mm；在所述石英頂管上靠近平底端的管體側壁上開設用于抽真空的孔。可根據實驗需要將石英頂管的平底端擴徑成喇叭口形狀，使平底端的端面直徑與石英安瓿外管內徑相當，以便于提高石英頂管與石英安瓿外管間的同軸度。

所述裝載區是指石英安瓿外管內的定位平臺與石英頂管平底端之間形成的封閉區域，所述裝載區用于放置并固定實驗用材料樣品或坩堝及其附屬部件；裝載區寬度(定位平臺與石英頂管平底端之間的長度) 可根據實驗需求在一定范圍內靈活調整；

所述合金夾頭包括不銹鋼夾頭，用于夾緊石英頂管；所述合金夾頭還包括與夾頭相連接的把手，實驗人員通過操作把手進行實驗樣品的更換；所述合金夾頭與石英頂管的接觸面上涂覆高溫膠進行密封。所述合金夾頭的把手為鈦合金或鋁合金材質，所述把手和不銹鋼夾頭之間采用螺紋連接；所述把手的表面設有溝槽用于加強手握摩擦力；把手內部采用中空設計以便于減重，把手上設有逸氣孔；所述不銹鋼夾頭的一端為管狀開口，另一端為螺柱形式，中部有環狀凹槽，中軸處為貫通孔；管狀開口內徑與石英頂管外徑間縫隙為0.5-1mm，開口深度大于20mm，以保證石英頂管與不銹鋼夾頭的粘接面長度不低于20mm；另一端螺柱長度不低于8mm，不銹鋼夾頭通過螺柱與把手間形成穩固連接；不銹鋼夾頭中部的環狀凹槽與實驗裝置中夾持機構配合，實驗時根據需要移動樣品安瓿。