热处理样品高通量制备方法技术

本发明专利技术公开了一种热处理样品高通量制备方法，包括以下步骤：步骤一：同一成分、同一大小的样品排列放置在热处理室的样品台上；步骤二：设置样品台的每行样品的目标热处理温度，保温时间相同；步骤三：开通电源，加热到目标温度，保温一定时间；步骤四：设置每列样品的气流冷却系统的气流量；步骤五：保温结束后，断电，开启气流冷却系统，每个样品独立冷却到室温；步骤六：待所有样品热处理结束后，取出样品，热处理实验结束；步骤七：将排列固定在同一基座样品用环氧树脂镶样，经过砂纸研磨和金刚石抛光膏抛光处理后，利用显微硬度计或金相显微镜等设备进行样品检测，从而高通量表征不同热处理工艺参数对样品组织、性能的影响。本发明专利技术可用于快速筛选最优样品及其热处理工艺参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料研发及加工领域，特别是涉及一种热处理样品高通量制备方法。
技术介绍
在整个国民经济中凡涉及机械制造的领域中，热处理是一项广泛应用的一项重要的基础工艺之一。它是金属材料在严格控制的加热和冷却条件下进行处理，通过改变材料内部的显微组织来达到人们所要求的使用性能或服役寿命。热处理技术作为机械制造业中十分重要的基础工艺技术之一，在整个工业领域中，应用十分广泛。在充分发挥材料潜能，节约能源，进行清洁生产和人类社会可持续发展上，热处理技术的拓展是绝不能忽视的。世界上工业发达国家都投入很多资金来发展这门技术。自1996年以来，美国、日本的欧洲的许多发达国家都先后制定21世纪热处理技术发展规划和目标。美国热处理工2020年远景把目前和将来国外热处理先进技术与装备水平的目标和主要标志阐述得十分明确。随着社会不断发展，作为国民经济支撑的材料也不断被开发、应用，人们对材料的性能也提出了更高的要求，而热处理技术作为改变材料性能的基础工艺之一，也得到了飞速发展。如何高效地找到合适的热处理工艺参数，使材料性能最优成为一个摆在材料工作者眼前迫切需要解决的问题，因此本专利技术基于上述考虑，提出一种热处理样品高通量制备方法，该方法可以一次批量完成不同热处理工艺参数下热处理试验，从而快速筛选最优样品及其热处理工艺参数，这样一来不仅大大缩短时间，还减少成本，提高了资源利用率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种热处理样品高通量制备方法，其可用于快速筛选最优样品及其热处理工艺参数，可以一次批量完成不同热处理工艺参数下热处理试验，从而快速筛选最优样品及其热处理工艺参数，这样一来不仅大大缩短时间，还减少成本，提高了资源利用率。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种热处理样品高通量制备方法，其特征在于，所述热处理样品高通量制备方法包括以下步骤：步骤一：将同一成分、同一大小的样品排列放置在热处理室的样品台上，通过隔热装置将各个样品分开，每个样品的加热和冷却互不影响；步骤二：通过温控系统，设置样品台的每行样品的目标热处理温度，保温时间相同；步骤三：开通电源，开通电源，电阻加热系统启动，开始按照控温程序加热，直至加热到目标温度，保温一定时间；步骤四：通过气流冷却系统，设置每列样品的气流冷却系统的气流量；步骤五：保温结束后，断电，开启气流冷却系统，每个样品独立冷却到室温；步骤六：待所有样品热处理结束后，取出样品，热处理实验结束；步骤七：将排列固定在同一基座样品用环氧树脂镶样，经过砂纸研磨和金刚石抛光膏抛光处理后，利用显微硬度计或金相显微镜进行样品检测，从而高通量表征不同热处理工艺参数对样品组织、性能的影响。优选地，所述热处理样品高通量制备方法采用热处理室、样品台、气流冷却系统、样品、冷却控制系统、温控系统、隔热装置、电阻加热系统，热处理室内置样品台，样品台由多个采用隔热装置分开的独立空间矩阵式排列组成，每个空间分别盛放一个样品，且每个空间都拥有各自多个独立温控系统及冷却控制系统，这样方便控制温度和冷却，控温系统控制电阻加热系统给样品提供热源，冷却控制系统控制气流冷却系统给样品冷却。优选地，所述热处理室采用样品台设计理念。优选地，所述样品台一般采用一层或多层。优选地，所述样品矩阵式排列在热处理室样品台上，同时与基座相固定。优选地，所述隔热装置将样品分隔成一个个密闭的独立空间。优选地，所述热处理样品高通量制备方法运用电阻加热系统独立分别给每个样品提供热处理热源。优选地，所述样品台安装有温控系统。优选地，所述样品的冷却利用气流冷却系统或通过温控系统设置的降温程序。优选地，所述环氧树脂按的主要组成为纯环氧树脂和胶粘剂。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术将多个样品矩阵式排列在热处理室中的样品台上，每个样品都与样品台基座固定组合成一个整体，便于热处理后续的高通量表征。每行或则每列的样品其中一个热处理工艺参数值是相同的。每个样品都拥有独立温控系统及冷却控制系统，且采用隔热装置，形成一个个封闭的空间，彼此之间互不影响。通过温控系统调节保温温度及时间，气流冷却系统控制冷却速率，进而一次性获得多个热处理工艺参数下的样品，可用于快速筛选最优样品及其热处理工艺参数。附图说明图1为热处理室的结构示意图。图2为样品台、气流冷却系统、样品、冷却控制系统、温控系统、隔热装置、电阻加热系统等的结构示意图。图3为样品、冷却控制系统、温控系统、隔热装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图给出本专利技术较佳实施例，以详细说明本专利技术的技术方案。本专利技术热处理样品高通量制备方法包括以下步骤：步骤一：将同一成分、同一大小的样品排列放置在热处理室的样品台上，通过隔热装置将各个样品分开，每个样品的加热和冷却互不影响；步骤二：通过温控系统，设置样品台的每行样品的目标热处理温度（比如分别为900℃、860℃、820℃），保温时间相同；步骤三：开通电源，电阻加热系统启动，开始按照控温程序加热，直至加热到目标温度，保温一定时间（比如60min）；步骤四：通过气流冷却系统，设置每列样品的气流冷却系统的气流量（可以为4l/min、3l/min、2l/min等）；步骤五：保温结束后，断电，开启气流冷却系统，每个样品独立冷却到室温；步骤六：待所有样品热处理结束后，取出样品，热处理实验结束；步骤七：将排列固定在同一基座样品用环氧树脂镶样，经过砂纸研磨和金刚石抛光膏抛光处理后，利用不同实验设备（如利用显微硬度计打硬度，金相显微镜观察组织）检测，从而高通量表征不同热处理工艺参数对样品组织、性能的影响。本专利技术热处理样品高通量制备方法主要采用热处理室1、样品台2、气流冷却系统3、样品4、冷却控制系统5、温控系统6、隔热装置7、电阻加热系统8，热处理室1内置样品台2，样品台由多个采用隔热装置分开的独立空间矩阵式排列组成，每个空间分别盛放一个样品，且每个空间都拥有各自多个独立温控系统及冷却控制系统，这样方便控制温度和冷却，控温系统控制电阻加热系统给样品提供热源，冷却控制系统控制气流冷却系统给样品冷却。利用温控系统调节热处理温度及保温时间，气流冷却系统控制气流大小从而控制冷却速率，进而可一次性获得多个热处理工艺参数下的样品，可用于快速筛选最优样品及其热处理工艺参数。电阻加热系统独立分别给每个样品提供热处理热源，温控系统可以调节程序温度以及保温时间、降温速率。所述样品台一般采用一层或多层，以适用于更多的制备场合。样品台的控制的工艺参数可以是热处理温度、冷却强度、保温时间、材料成分中的任何两个，可以方便一次性研究这两个热处理工艺参数的不同组合对样品的影响。热处理室如果是多层样品台设计，则每层样品台热处理区别可以是温度、冷却强度、保温时间、成分任何一个。所述样品台上的样品以矩阵式排列，且每个样品都通过固定装置固定在样品台基座上，有利于一次性高通量表征。样品台上的样品的冷却降温除了利用气流冷却系统外也可以通过温控系统设置降温程序，实现程序精准降温控制。样品台上的样品可独立通过气流冷却系统冷却，通过改变气流流量大小从而控制冷却强度。所述隔热装置将样品分隔成一个个密闭的独立空间，避免彼此之间隔热相互影响。所述热处理样品高通量制备方法运用电阻加热系统独立分别给每个样品提供热处理热源，可以同时加热到不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热处理样品高通量制备方法，其特征在于，所述热处理样品高通量制备方法包括以下步骤：步骤一：将同一成分、同一大小的样品排列放置在热处理室的样品台上，通过隔热装置将各个样品分开，每个样品的加热和冷却互不影响；步骤二：通过温控系统，设置样品台的每行样品的目标热处理温度，保温时间相同；步骤三：开通电源，开通电源，电阻加热系统启动，开始按照控温程序加热，直至加热到目标温度，保温一定时间；步骤四：通过气流冷却系统，设置每列样品的气流冷却系统的气流量；步骤五：保温结束后，断电，开启气流冷却系统，每个样品独立冷却到室温；步骤六：待所有样品热处理结束后，取出样品，热处理实验结束；步骤七：将排列固定在同一基座样品用环氧树脂镶样，经过砂纸研磨和金刚石抛光膏抛光处理后，利用显微硬度计或金相显微镜进行样品检测，从而高通量表征不同热处理工艺参数对样品组织、性能的影响。

【技术特征摘要】
1.一种热处理样品高通量制备方法，其特征在于，所述热处理样品高通量制备方法包括以下步骤：步骤一：将同一成分、同一大小的样品排列放置在热处理室的样品台上，通过隔热装置将各个样品分开，每个样品的加热和冷却互不影响；步骤二：通过温控系统，设置样品台的每行样品的目标热处理温度，保温时间相同；步骤三：开通电源，开通电源，电阻加热系统启动，开始按照控温程序加热，直至加热到目标温度，保温一定时间；步骤四：通过气流冷却系统，设置每列样品的气流冷却系统的气流量；步骤五：保温结束后，断电，开启气流冷却系统，每个样品独立冷却到室温；步骤六：待所有样品热处理结束后，取出样品，热处理实验结束；步骤七：将排列固定在同一基座样品用环氧树脂镶样，经过砂纸研磨和金刚石抛光膏抛光处理后，利用显微硬度计或金相显微镜进行样品检测，从而高通量表征不同热处理工艺参数对样品组织、性能的影响。2.如权利要求1所述的热处理样品高通量制备方法，其特征在于，所述热处理样品高通量制备方法采用热处理室、样品台、气流冷却系统、样品、冷却控制系统、温控系统、隔热装置、电阻加热系统，热处理室内置样品台，样品台由多个采用隔热装置分开的独立空间矩阵式排列组成，每个空间分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲红刚，全文，徐智帅，张云虎，程杰，宋长江，翟启杰，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31