[發明專利]一種陶瓷纖維均勻氧化后剩余拉伸強度測試裝置及其方法

有效

• 申請號: 201910558725.5
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110231224B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 宋迎東;陳西輝;陳壯壯;孫志剛;牛序銘
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04;G01N1/28
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

1.一種陶瓷纖維均勻氧化后剩余拉伸強度測試裝置，其特征在于：包括氧化性氣體充氣系統、惰性氣體充氣系統、溫度控制器、加熱腔體、高溫真空爐、水冷循環系統，所述氧化性氣體充氣系統和惰性氣體充氣系統分別通過通氣管道與高溫真空爐連通，所述加熱腔體通過冷卻水循環管道外接水冷循環系統，所述加熱腔體分為相互匹配扣合形成中空腔體的A腔和B腔，A腔內設置有發熱元件，所述溫度控制器通過通電線路連接發熱元件，所述A腔的扣合面上設置有凸臺框A，所述B腔的扣合面上設置有凸臺框B，凸臺框A和凸臺框B上相對的兩個側邊表面均設置有若干個半圓槽，位于同一個凸臺框位置相對應的半圓槽位于同一條直線上，氧化試樣的兩端分別卡入凸臺框上位于同一條直線上的兩個半圓槽中，當A腔和B腔扣合時，凸臺框A和凸臺框B上對應位置的半圓槽形成圓柱形孔，所述凸臺框A的外圍設置有試樣固定裝置，所述加熱腔體置于高溫真空爐內，且A腔的外壁和B腔的外壁分別通過推拉桿與高溫真空爐的相對的兩個內壁相接，所述B腔的外壁通過連接推拉桿連接位于高溫真空爐外壁的搖桿。

2.根據權利要求1所述的陶瓷纖維均勻氧化后剩余拉伸強度測試裝置，其特征在于：所述A腔相對的兩個側壁上設置有凸臺，凸臺上設置有凸臺通孔，所述試樣固定裝置上與凸臺通孔位置及數量相匹配的設置有固定裝置通孔，螺栓依次穿過A腔的凸臺通孔和試樣固定裝置的固定裝置通孔通過螺母固定連接。

3.根據權利要求1所述的陶瓷纖維均勻氧化后剩余拉伸強度測試裝置，其特征在于：所述試樣固定裝置上與凸臺框A上半圓槽位置相對應處設置有刻度線，所述氧化試樣的兩端分別通過高溫膠貼于試樣固定裝置上位置對應的一組刻度線上。

4.根據權利要求1所述的陶瓷纖維均勻氧化后剩余拉伸強度測試裝置，其特征在于：所述A腔和B腔均為雙層壁結構，雙層壁之間形成空腔，空腔內填充有冷卻水，A腔和B腔之間通過冷卻水循環管道和水管接口連接，且A腔和B腔還通過冷卻水循環管道外接水冷循環系統。

5.根據權利要求1所述的陶瓷纖維均勻氧化后剩余拉伸強度測試裝置，其特征在于：所述高溫真空爐上還安裝有壓力表，壓力表用于監測高溫真空爐內的壓力。

6.根據權利要求1所述的陶瓷纖維均勻氧化后剩余拉伸強度測試裝置，其特征在于：所述高溫真空爐的頂面上還設置有石英觀察窗，高溫真空爐的頂面上通過鉸鏈連接有爐門，所述爐門與高溫真空爐外頂面相對應的位置上設置有門栓。

7.根據權利要求1所述的陶瓷纖維均勻氧化后剩余拉伸強度測試裝置，其特征在于：所述高溫真空爐的外側壁上設置有防逆轉開關，搖桿旋轉到位后，防逆轉開關卡扣搖桿。

8.根據權利要求1所述的陶瓷纖維均勻氧化后剩余拉伸強度測試裝置，其特征在于：所述氧化試樣為單根SiC纖維。

9.根據權利要求1-8任一所述的陶瓷纖維均勻氧化后剩余拉伸強度測試裝置的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將氧化試樣放入酒精中浸泡，使纖維束松散，烘干后從中剝離抽取出纖維單絲；

（2）將剝離出的纖維單絲以相同間距按刻度線依次使用高溫膠固定在試樣固定裝置；打開高溫真空爐爐門，將試樣固定裝置套在加熱腔體外圍，使凸臺通孔與試樣固定裝置通孔重合，用螺栓擰緊并采用螺母固定；調整加熱腔體至靠爐壁位置，連接冷卻水循環管道，關閉爐門；轉動搖桿，再次調整加熱腔體位置，通過石英觀察窗觀察，使氧化試樣處于加熱腔體半圓槽中心位置，鎖緊防逆轉開關；

（3）通入氧化性氣體進行氧化，氧化完成后通入惰性氣體，冷卻到室溫并取出；

（4）將氧化后的纖維單絲用環氧樹脂粘在試樣襯相對的兩個側邊表面，并固定在單絲電子強力儀上；

（5）沿斷開刻度線用火焰將試樣襯燒斷，啟動試驗機進行拉伸試驗，設置試驗參數；

（6）重復步驟（1）-（5），進行多組纖維單絲拉伸試驗，從而獲得纖維單絲氧化后的強度分布。

10.根據權利要求9所述的陶瓷纖維均勻氧化后剩余拉伸強度測試方法，其特征在于，所述試樣襯為一個由硬紙板裁剪而成的框型結構，其中相對的一組側邊表面用于固定纖維單絲的兩端，另一租相對的側邊上設置有與纖維單絲垂直的斷開刻度線。