[發明專利]多元合金擴散偶裝置及多元合金擴散系數測定實驗方法

有效

• 申請號: 202011279543.3
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112557136B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 鐘云波;劉穎;郭祥輝;林文浩;周邦飛;鄭天祥;沈喆;郭逸豐;丁彪
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N13/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

1.一種多元合金擴散偶裝置，其特征在于：包括第一耐火材料（3）、第二耐火材料（5）、第三耐火材料（7）和配重模塊（2），所述第一耐火材料（3）、第二耐火材料（5）和第三耐火材料（7）皆帶有盲孔；

所述帶盲孔的第一耐火材料（3）用于容納制備擴散偶的第一金屬固體材料（4），組裝成上部組裝體，從第一耐火材料（3）的盲孔中裸露出來的第一金屬固體材料（4）端部形成第一耐火材料（3）的下端界面；第二耐火材料（5）設有階梯盲孔，階梯盲孔由上部擴孔部分和下部收納孔部分組成，第二耐火材料（5）的下部收納孔部分用于容納第三耐火材料（7）的下部，形成耐火材料嵌套組裝套筒結構，使第三耐火材料（7）的上部外表面與第二耐火材料（5）的上部擴孔部分內表面之間形成凹槽形狀的容留金屬材料的間隙空間（8），帶盲孔的第三耐火材料（7）用于容納制備擴散偶的第二金屬固體材料（6），組裝成下部組裝體，從第三耐火材料（7）的盲孔中裸露出來的第二金屬固體材料（6）的端部形成第二金屬固體材料（6）的上端界面；

所述配重模塊（2）的材料熔點高于第一金屬固體材料（4）和第二金屬固體材料（6）的材料熔點，且配重模塊（2）的材料不與各耐火材料發生擴散反應；將第一金屬固體材料（4）的下端界面和第二金屬固體材料（6）的上端界面進行迎面接觸并貼合在一起，使上部組裝體與下部組裝體上下疊放，然后將配重模塊（2）安放在上部組裝體的第一耐火材料（3）上，形成配重模塊（2）、上部組裝體與下部組裝體從上到下的壘放組裝結構體，將壘放組裝結構體裝入石英管（1）內，對石英管（1）口進行密封并對石英管（1）進行真空封樣處理，獲得預制擴散偶裝置；在擴散偶初始擴散界面處的多余的熔體（9）被排擠到第三耐火材料（7）的上部外側的凹槽形狀的容留金屬材料的間隙空間（8）中進行收集。

2.根據權利要求1所述多元合金擴散偶裝置，其特征在于：將預制擴散偶裝置的石英管（1）進行退火處理，獲得多元合金擴散偶裝置。

3.根據權利要求1或2所述多元合金擴散偶裝置，其特征在于：對預制擴散偶裝置的石英管（1）進行退火處理，進行擴散系數測定實驗。

4.根據權利要求1所述多元合金擴散偶裝置，其特征在于：所述石英管（1）內徑為5-50mm，高度為100-200?mm；

所述配重模塊（2）的高度為30-50?mm，直徑為5-50?mm；所述配重模塊（2）的材料為不銹鋼或者其他高熔點金屬材料；

所述第一耐火材料（3）高度為10-50?mm，直徑為5-50?mm，所打盲孔的高度為至少5?mm并不大于50?mm，盲孔直徑為0.5-2?mm；在所述第一耐火材料（3）中心軸位置打盲孔；

所述第三耐火材料（7）高度為10-50?mm，直徑為2-40?mm，所打盲孔的高度為至少5?mm并不大于50?mm，直徑為0.5-2?mm；在所述第三耐火材料（7）中心軸位置打盲孔；

所述第二耐火材料（5）高度為10-50?mm，直徑為5-50?mm，所打階梯盲孔上下直徑以及高度不同，在第二耐火材料（5）中心軸位置打盲孔；

各耐火材料選擇石墨、氮化硼、剛玉中的任意一種材料。

5.根據權利要求1所述多元合金擴散偶裝置，其特征在于：所述第二耐火材料（5）先在中心軸位置打一個盲孔，盲孔高度為10-45?mm，直徑為2-40?mm；然后對盲孔上部進行擴孔打孔，使盲孔上部形成上部擴孔部分，上部擴孔部分高度為2-25?mm，直徑為5-45?mm，使盲孔下部留下的盲孔形成下部收納孔部分，上部擴孔部分和下部收納孔部分的兩個孔的中心線重合，形成階梯盲孔。

6.根據權利要求1所述多元合金擴散偶裝置，其特征在于：第一金屬固體材料（4）和第二金屬固體材料（6）也皆不與各耐火材料發生擴散反應。

7.根據權利要求1所述多元合金擴散偶裝置，其特征在于：將帶有盲孔的第三耐火材料（7）的盲孔朝上放進第二耐火材料（5）的盲孔內進行耐火材料組裝，保證第三耐火材料（7）的下端與第二耐火材料（5）內的的盲孔底部貼緊，第三耐火材料（7）的上端與第二耐火材料（5）的上部擴孔部分的上沿端面平齊。