[發(fā)明專利]一種材料的高通量制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110296196.3
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN112964538A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃再旺;江亮;孟范超
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G01N1/42
• 分類號: G01N1/42;G01N1/44
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11616
• 代理人: 李娜

本發(fā)明公開了一種材料的高通量制備方法，將試件進(jìn)行加熱升溫和保溫處理后，再采用一端冷卻的方式，實(shí)現(xiàn)試件梯度冷卻的效果，高通量地制備了具有不同微觀組織和性能的材料集合體，一種材料的高通量制備裝置，包括材料試樣、熱電偶、保溫棉、溫度測定傳感器、感應(yīng)加熱線圈、感應(yīng)加熱變壓器、感應(yīng)線圈電源、爐體、溫度顯示儀、計(jì)算機(jī)、循環(huán)水箱、循環(huán)水泵和調(diào)節(jié)組件，材料試樣的頂端外壁上固定安裝有熱電偶，材料試樣的一側(cè)外壁上套接固定有保溫棉，保溫棉的一側(cè)外壁上套接固定有感應(yīng)加熱線圈，感應(yīng)加熱線圈的一側(cè)外部安裝有爐體；同時(shí)提供了材料高通量制備的裝置，以及高通量制備方法在材料微觀組織與力學(xué)性能表征上的新應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料制備設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種材料的高通量制備方法。

背景技術(shù)

金屬材料和陶瓷材料等材料在熱處理過程中的冷卻速率將直接影響材料的微觀組織，并最終影響材料的力學(xué)性能；因此，研究金屬材料熱處理過程中的冷卻速率對于優(yōu)化熱處理工藝，提高材料的力學(xué)性能是至關(guān)重要的。

目前不同的冷卻速率對材料組織和性能影響的測定方法主要是：針對同一種多根試樣在不同冷卻速率下進(jìn)行試樣制備并分別對這些試樣進(jìn)行組織和性能的檢測；該種方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)不同冷卻速率對材料組織性能影響的檢測，但是該方案在實(shí)際檢測的過程中受多種因素的制約，不能保證只有冷卻速率這種單一變量，因此也不能夠保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性；同時(shí)該方法所需要的材料多，而且制備和檢測時(shí)間長等，從而造成該方法的成本等耗費(fèi)高。

目前，材料熱處理過程中的冷卻方式包括：水淬、油淬以及空氣中冷卻等多種冷卻方式，上述冷卻方式均是直接將樣品放入冷卻介質(zhì)中進(jìn)行冷卻，冷卻速率單一或難于控制；由此，本申請利用高通量技術(shù)提出了一種高通量材料的制備方法、裝置及其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種材料的高通量制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種材料的高通量制備方法，對材料試件升溫加熱后保溫，然后對試件一端進(jìn)行冷卻，材料其它表面采用保溫處理；

所述材料的適用范圍是對冷速敏感的材料。

一種材料的高通量制備裝置，包括材料試樣、熱電偶、保溫棉、溫度測定傳感器、感應(yīng)加熱線圈、感應(yīng)加熱變壓器、感應(yīng)線圈電源、爐體、溫度顯示儀、計(jì)算機(jī)、循環(huán)水箱、循環(huán)水泵和調(diào)節(jié)組件，所述材料試樣的頂端外壁上固定安裝有熱電偶，所述材料試樣的一側(cè)外壁上套接固定有保溫棉，所述保溫棉的一側(cè)外壁上套接固定有感應(yīng)加熱線圈，所述感應(yīng)加熱線圈的一側(cè)外部安裝有爐體，所述爐體的一側(cè)外部安裝有感應(yīng)加熱變壓器，且感應(yīng)加熱線圈的兩端與感應(yīng)加熱變壓器的一側(cè)內(nèi)部固定連接，所述感應(yīng)加熱變壓器的一側(cè)外部安裝有感應(yīng)線圈電源，所述爐體的一側(cè)外部安裝有溫度顯示儀，且熱電偶的一端固定安裝于溫度顯示儀的內(nèi)部，所述溫度顯示儀的一側(cè)外部安裝有計(jì)算機(jī)，所述爐體的一側(cè)內(nèi)壁上固定安裝有溫度測定傳感器，所述爐體的底端外部安裝有循環(huán)水箱，所述循環(huán)水箱的一側(cè)內(nèi)部固定安裝有循環(huán)水泵，所述循環(huán)水箱的頂端內(nèi)壁上固定有調(diào)節(jié)組件；

所述調(diào)節(jié)組件包括移動(dòng)槽、滑槽、第一電機(jī)、螺紋桿、移動(dòng)塊、滑塊、螺紋孔、轉(zhuǎn)動(dòng)槽、第二電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸和射流管，所述循環(huán)水箱的頂端內(nèi)壁上開設(shè)有移動(dòng)槽，所述移動(dòng)槽的一側(cè)內(nèi)部安裝有移動(dòng)塊，所述移動(dòng)塊的兩側(cè)外壁上均焊接固定有滑塊，所述移動(dòng)槽的兩側(cè)內(nèi)壁上對應(yīng)滑塊均開設(shè)有滑槽，所述滑槽的一側(cè)內(nèi)壁上鑲嵌安裝有第一電機(jī)，所述滑槽的另一側(cè)內(nèi)壁上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有螺紋桿，且第一電機(jī)的輸出軸一端固接于螺紋桿的一端外壁上，所述滑塊的一側(cè)內(nèi)部對應(yīng)螺紋桿開設(shè)有螺紋孔，所述移動(dòng)塊的一側(cè)內(nèi)部開設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)槽，所述轉(zhuǎn)動(dòng)槽的一側(cè)內(nèi)部安裝有射流管，且射流管的底端外壁上貫通連接于循環(huán)水泵，所述射流管的一側(cè)外壁上對稱固定安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，且轉(zhuǎn)動(dòng)軸的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接于轉(zhuǎn)動(dòng)槽的內(nèi)部，所述轉(zhuǎn)動(dòng)槽的一側(cè)內(nèi)部鑲嵌安裝有第二電機(jī)，且第二電機(jī)的輸出軸一端固接于轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端外壁上。