[發明專利]一種超高溫力學性能測試高溫爐及其加熱方法

在審

• 申請號: 201811299208.2
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109269877A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 周金帥;王華瓊;周志亮;高增華;湯龍生;裴雨辰;趙英民;范輝
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/18
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 李亞東

1.一種超高溫力學性能測試高溫爐，其特征在于，包括：

對開式爐體，所述對開式爐體包括爐體部和爐體門，所述爐體門與所述爐體部的一側鉸接；

發熱體，包括設置在所述爐體部內部的第一發熱部和設置在所述爐體門上的第二發熱部，所述第一發熱部和所述第二發熱部均為半圓筒狀的石墨管壁，在每個所述石墨管壁上沿軸向設有貫穿所述石墨管壁一端的長縫，在被貫穿的一端，所述長縫將所述石墨管壁分隔為間隔的兩部分，每一部分石墨管壁分別通過一個石墨電極與一個水冷電極連接，其中，與所述第一發熱部連接的兩個水冷電極的一端穿過所述爐體部，且與所述爐體部絕緣連接；與所述第二發熱部連接的兩個水冷電極的一端穿過所述爐體門，且與所述爐體門絕緣連接；

保溫屏，包括第一保溫部和第二保溫部，所述第一保溫部和所述第二保溫部均為半圓筒狀，其中，所述第一保溫部同軸且間隔的設置于所述第一發熱部外側，所述第二保溫部同軸且間隔的設置于所述第二發熱部外側；

當閉合所述爐體門時，所述第一發熱部和所述第二發熱部相對設置，待測件位于所述第一發熱部和所述第二發熱部之間，所述第一發熱部和所述第二發熱部位于所述第一保溫部和所述第二保溫部之間。

2.根據權利要求1所述的超高溫力學性能測試高溫爐，其特征在于：所述第一保溫部和所述第二保溫部結構相同，由內向外依次為第一石墨壁層、第一石墨氈層、第二石墨壁層、第二石墨氈層和第三石墨壁層。

3.根據權利要求1或2所述的超高溫力學性能測試高溫爐，其特征在于，還包括：

上保溫蓋，包括第一上保溫蓋和第二上保溫蓋；

下保溫蓋，包括第一下保溫蓋和第二下保溫蓋；

其中，所述第一上保溫蓋位于所述第一保溫部的上端，所述第一下保溫蓋位于所述第一保溫部的下端，以分別封閉所述第一保溫部的上端和下端，所述第二上保溫蓋位于所述第二保溫部的上端，所述第二下保溫蓋位于所述第二保溫部的下端，以分別封閉所述第二保溫部的上端和下端；

所述第一上保溫蓋、所述第二上保溫蓋、所述第一下保溫蓋和第二下保溫蓋的內側分別設有凹部，當閉合所述爐體門時，所述第一上保溫蓋與所述第二上保溫蓋相對接，其兩個凹部組成夾具第一卡孔，所述第一下保溫蓋和所述第二下保溫蓋相對接，其兩個凹部組成夾具第二卡孔。

4.根據權利要求3所述的超高溫力學性能測試高溫爐，其特征在于：

所述第一發熱部的下端與所述第一下保溫蓋之間具有間隙；

所述第二發熱部的下端與所述第二下保溫蓋之間具有間隙。

5.根據權利要求1所述的超高溫力學性能測試高溫爐，其特征在于：穿過所述爐體部的兩個水冷電極與所述爐體部之間，以及穿過所述爐體門的兩個水冷電極與所述爐體門之間均是通過電木絕緣。

6.根據權利要求1所述的超高溫力學性能測試高溫爐，其特征在于：所述爐體部的下側設有獨立的測量裝置容納室，所述測量裝置容納室包括容納部，用于容納力學變形測量裝置，所述容納部的側還設有相鉸接容納室門。

7.根據權利要求6所述的超高溫力學性能測試高溫爐，其特征在于：所述爐體門設有透明的觀察窗，第二保溫部上設有與所述爐體門的觀察窗相對觀察口，所述觀察口與第二發熱部上的長縫相對。

8.根據權利要求4所述的超高溫力學性能測試高溫爐，其特征在于：所述爐體部和爐體門均為雙層水冷爐壁結構，爐壁內設有水道，所述水道與水冷系統連接。

9.根據權利要求8所述的超高溫力學性能測試高溫爐，其特征在于：還包括抽真空系統和送氣系統，所述抽真空系統和送氣系統安裝在所述爐體部上，分別用于所述爐體部內抽真空及向所述爐體部內送入氣體。

10.一種利用如權利要求9所述的超高溫力學性能測試高溫爐在惰性氣氛下對待測件加熱的方法，其特征在于：將所述超高溫力學性能測試高溫爐集成在力學性能試驗機上，所述力學性能試驗機的夾具穿過所述爐體部，當所述爐體門閉合時，所述夾具所夾持的所述待測件位于所述第一發熱部和所述第二發熱部之間；

打開所述抽真空系統，對所述超高溫力學性能測試高溫爐的內部抽真空；

當所述超高溫力學性能測試高溫爐的內部達到一定真空度時，打開所述送氣系統，向所述超高溫力學性能測試高溫爐的內部送入惰性保護氣體，使所述超高溫力學性能測試高溫爐的內部的惰性保護氣體的壓力相對于高溫爐外大氣壓具有一定的正壓；

打開水冷系統，使雙層水冷爐壁結構內實現冷卻水循環；

以加熱電源最大功率的10％-20％的功率啟動加熱電源，然后漸次增加功率，達到升高至目標溫度所需的功率；

繼續加熱使所述待測件達到目標溫度后，保持目標溫度。