[實用新型]一種瞬時加熱的原位高溫合成裝置

有效

• 申請號: 202222679184.1
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN219084550U
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 陳興;黃偉峰;張科
• 申請（專利權）人: 合肥視微科技有限公司
• 主分類號: G01N1/44
• 分類號: G01N1/44;G01N1/42
• 代理公司: 北京智行陽光知識產權代理事務所(普通合伙) 11738
• 代理人: 宋佳男

本實用新型公開了一種瞬時加熱的原位高溫合成裝置，包括光學平板，光學平板頂端設有光纖支撐架和三維調節架，光纖支撐架外壁設有聚焦組件，三維調節架頂端設有氣體懸浮樣品架，氣體懸浮樣品架頂端設有冷卻組件，冷卻組件頂端設有耐高溫金屬樣品架，耐高溫金屬樣品架頂端設有樣品底托，樣品底托內壁設有張角槽和氣路，耐高溫金屬樣品架側壁設有進氣口，有張角槽內壁設有樣品本體。本實用新型通過設置樣品底托、氣路、張角槽和三維調節架，可以將樣品本體快速升溫至極高溫，實現瞬時加熱，可對樣品本體實施快速淬冷處理，實現在秒級過程從高溫到室溫的快速降溫，能夠有效獲取在高溫狀態下的各類亞穩態相結構。

技術領域

本實用新型涉及高溫材料合成技術領域，具體為一種瞬時加熱的原位高溫合成裝置。

背景技術

材料合成與制備已經成為現代材料科學的一個重要方向，包括金屬材料、納米功能材料、陶瓷材料、生物醫藥材料等等不同領域。

為了克服現有材料中“強度-延展性權衡”效應帶來的不足，研究人員提出新型的高熵合金材料，主要為將一種或兩種主要元素與少量補充元素組成的合金混合加熱，定義在均勻的固溶體中。現有的高熵合金材料合成過程中的問題，第一，通過改變合金化學成分，來實現材料合成中這種改變的相穩定性，就需要提供足夠高的反應環境溫度，從而促使所有的化學成分均處于熔融狀態，第二，高溫原位合成材料是一種獨特的高溫劇烈變形工藝，可改變晶粒尺寸和相演變，若要獲取其中的各類亞穩態相結構或者其他中間相結構，往往就需要對樣品實現高溫環境下的急速淬冷處理。需要原位高溫合成裝置能夠解決上述問題，以原位合成的方式來實現各類亞穩態相結構的高溫合成，從而促進新材料的開發和研究。

使用激光加熱器對材料進行高溫合成時，先使用壓制模具將樣品壓制成直徑為3mm的球形顆粒，球形顆粒狀的樣品便于利用氣流的懸浮功能，一般在保護殼內進行激光加熱，保護殼多為鋁合金封閉框架，其中在艙門處設置有一個安全啟動閥，該安全啟動閥的功能是：只有在艙門有效閉合的情況，通過安裝在外殼體上的安全系統感知整個外殼體處于封閉狀態后，開啟實驗，整個系統才能夠連通外部電路，從而確保實驗操作者的安全性。

在材料合成中，借助于高溫環境進行材料合成是一種常用的方式，而獲取高溫環境一般是采用各類加熱爐實現。現有的加熱爐體包括有管式爐、箱式爐、感應加熱爐等不同的爐體設計，目前普遍使用的實驗爐體使用溫度都低于2000℃，同時，受限于實驗爐體的結構設計，樣品升降溫速率都較慢。以樣品升溫到2000℃為例，所需要的升溫時間往往是以小時計算，同時，再將該溫度下的樣品降至室溫同樣也需要小時的單位來衡量。但在實際的反應過程中，特別是金屬合金材料合成中，如此緩慢的降溫速率往往會造成材料內部的化學成分不均勻，從而無法實現實驗設計者的初衷。因此，如何有效的實現超高溫反應環境，同時還能實現快速升降溫功能一直是材料合成領域的一大核心問題。

但是現有的原位高溫合成裝置，在使用過程中無法實現瞬時加熱，導致加熱時間較長，且難以快速降溫。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種瞬時加熱的原位高溫合成裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供如下技術方案：一種瞬時加熱的原位高溫合成裝置，包括光學平板，所述光學平板頂端設有光纖支撐架和三維調節架，所述光纖支撐架外壁設有聚焦組件，所述三維調節架頂端設有氣體懸浮樣品架，所述氣體懸浮樣品架頂端設有冷卻組件，所述冷卻組件頂端設有耐高溫金屬樣品架，所述耐高溫金屬樣品架頂端設有樣品底托，所述樣品底托內壁設有張角槽和氣路，所述耐高溫金屬樣品架側壁設有進氣口，所述有張角槽內壁設有樣品本體。

進一步的，所述聚焦組件包括光學支架一和光學支架二，所述光學支架一和所述光學支架二內壁均通過頂緊螺栓與所述光纖支撐架外壁連接，所述光學支架一位于所述光學支架二上方，所述光學支架一內壁設有激光加熱器。