[發(fā)明專利]一種陶瓷葉片基薄膜熱電偶用電磁感應熱處理裝置

有效

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• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114531748B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設計）人: 張仲愷;田邊;李浩;張丙飛;趙立波
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H05B6/02
• 分類號: H05B6/02;H05B6/10;H05B6/36
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發(fā)明公開了一種陶瓷葉片基薄膜熱電偶用電磁感應熱處理裝置，螺旋線圈包絡在陶瓷葉片上，螺旋線圈的兩端分別與電磁感應加熱器連接，陶瓷葉片設置在氧化鋁陶瓷腔體內，陶瓷葉片的表面設置有薄膜熱電偶，氧化鋁陶瓷腔體的一端與氣道連接，氣道的另一端分別與紅外輻射點溫儀和真空泵連接，電磁感應加熱器、紅外輻射點溫儀和真空泵均與控制器電連接。制備的鎢錸合金薄膜熱電偶經熱處理后，薄膜未發(fā)生氧化，薄膜工作正常，葉片未發(fā)現明顯熱變形。

技術領域

本發(fā)明屬于發(fā)動機葉片測試與薄膜熱電偶傳感器制備技術領域，具體涉及一種陶瓷葉片基薄膜熱電偶用電磁感應熱處理裝置。

背景技術

發(fā)動機葉片工作在高溫、高壓、高振動、高轉速、氣動載荷大的惡劣工況，其故障直接影響飛機安全性。金屬渦輪葉片工作溫度通常接近材料耐溫極限，常發(fā)生過溫故障。碳化硅復合增韌陶瓷葉片作為新型葉片，因其高熔點展現出良好的應用前景，其設計改進與性能測試均需要獲得表面溫度參數。常規(guī)測溫方式，如熱電偶絲，光纖等需要開槽預埋，破壞葉片表面結構影響流場。在陶瓷葉片表面制備一體化的薄膜熱電偶結構，可以在無擾流情況下獲得其原位溫度參數。但是，薄膜熱電偶的制備與熱電特性激活，需要進行高溫熱處理，傳統(tǒng)的熱處理裝置，如高溫爐等會在熱處理過程中對葉片本身造成較大影響，使用其發(fā)生熱膨脹、氧化等，使得后續(xù)葉片服役性能測試結果不準確。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種陶瓷葉片基薄膜熱電偶用電磁感應熱處理裝置，解決了現有技術中熱處理裝置會在薄膜加熱過程中對葉片本身造成較大熱效應，影響后續(xù)葉片服役測試準確性的問題。

本發(fā)明采用以下技術方案：

一種陶瓷葉片基薄膜熱電偶用電磁感應熱處理裝置，包括螺旋線圈，螺旋線圈包絡在陶瓷葉片上，螺旋線圈的兩端分別與電磁感應加熱器連接，陶瓷葉片設置在氧化鋁陶瓷腔體內，陶瓷葉片的表面設置有薄膜熱電偶，氧化鋁陶瓷腔體的一端與氣道連接，氣道的另一端分別與紅外輻射點溫儀和真空泵連接，電磁感應加熱器、紅外輻射點溫儀和真空泵均與控制器電連接。

具體的，螺旋線圈的線圈總長度與陶瓷葉片的總長度相同，螺旋線圈的總內徑完全包絡陶瓷葉片。

具體的，螺旋線圈與陶瓷葉片之間設置有間隙。

進一步的，間隙為2mm±10％。

具體的，螺旋線圈安裝在氧化鋁陶瓷腔體中。

進一步的，螺旋線圈與氧化鋁陶瓷腔體采用一體壓制成型制成。

具體的，氧化鋁陶瓷腔體為圓柱形結構，氧化鋁陶瓷腔體的總長度與螺旋線圈的長度相同，氧化鋁陶瓷腔體的總外徑/內徑與螺旋線圈的總外徑/內徑相同。

具體的，陶瓷葉片為靜子葉片，采用碳化硅復合增韌陶瓷制備而成。

具體的，氣道為空心圓柱結構，采用氧化鋁陶瓷通過粉體壓制成型制成。

具體的，紅外輻射點溫儀設置在氣道的一側，并與氣道同軸設置。

與現有技術相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

本發(fā)明一種陶瓷葉片基薄膜熱電偶用電磁感應熱處理裝置，螺旋線圈包絡在陶瓷葉片上，螺旋線圈的兩端分別與電磁感應加熱器連接，陶瓷葉片的表面設置有薄膜熱電偶，能夠在對碳化硅復合增韌陶瓷葉片微影響情況下對薄膜熱電偶進行熱處理從而激活其熱電特性。

進一步的，螺旋線圈的線圈總長度與陶瓷葉片的總長度相同，螺旋線圈的總內徑完全包絡陶瓷葉片，可以保證被加熱的部件與外界空氣無熱對流，保證溫度穩(wěn)定性。

進一步的，螺旋線圈與陶瓷葉片之間設置有間隙，從而保證二者不直接接觸引發(fā)短路。

進一步的，間隙為2mm±10％，以保證間隙足夠小，避免電磁場隨距離變遠而過多減弱設置的目的或好處。