抗氧化涂层在500～1500℃区间的抗氧化性能测试装置制造方法及图纸

抗氧化涂层在500～1500℃区间的抗氧化性能测试装置，属于材料测试领域。绝缘隔热套固定在炉体内的加热体支架上，加热体的下部设置在绝缘隔热套内，耐热体设置在加热体的中心腔内，电极供热源固定安装在加热体外侧壁的上部，绝缘隔热套的侧壁、加热体的侧壁以及耐热体的侧壁三者相对应位置设有同轴的温度测量孔，炉体的侧壁上与温度测量孔相对应处同轴设置有观察孔，测温装置的测温端设置在观察孔外边缘处，炉体的上端与耐热体的中心通孔相对应处开孔得到试样窗口，吊丝与高温夹头的连接端连接，高温夹头的夹持端由炉体顶部的试样窗口伸入至耐热体的中心通孔内。本发明专利技术具有高精度测量、加热速度可控、加热速度快、温度控温精度高和能够保持恒温的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种涂层材料抗氧化性能的测试装置，尤其是涉及一种抗氧化涂层在500～1500℃区间的抗氧化性能测试装置，属于材料测试领域。
技术介绍
抗氧化涂层是指涂覆在基体表面，能够隔绝基体材料与氧化性气氛直接接触的涂层材料，如铌铪合金基体表面涂覆的硅化物涂层、铌钨合金基体表面涂覆的硅化物涂层、铼基体表面涂覆的铱涂层等，精确测试这些抗氧化涂层的抗氧化性能随时间、空间、温度的分布变化，具有十分重要的意义。航天发动机抗氧化涂层的温度工作区间覆盖超低温区，常温区，中高温区，超高温区，工作范围为-160～2700℃，现有设备最高可测2000℃左右。考虑到地面模拟试验实际情况，同时兼顾可靠性和元件使用寿命的要求，根据测试设备中使用加热元件和测温元件的功能及特点，要研制与航天发动机抗氧化涂层相应温度工作区间匹配的设备。本专利技术主要针对航天发动机抗氧化涂层的中高温区即500～1500℃，进行其抗氧化性能测试。此外，本专利技术也将对航空，航天、预警、红外制导、隐身等军事领域和辐射测温、理疗、机械工业等民用领域的涂层测试技术的发展起到一定的促进作用。在现代能源工业和航空航天工业等领域，抗氧化涂层是不可缺少的重要部分。当今，抗氧化涂层已广泛应用于各种燃气涡轮机及各种航天器、火箭发动机、核反应堆、潜艇、火力发电厂、石油化工设备等方面。其中作为航空航天发动机的热端材料，尤为引人关注。精确测试这些抗氧化涂层的抗氧化性能随时间、空间、温度的分布变化，无论在航空，航天、预警、红外制导、隐身等军事领域和辐射测温、理疗、机械工业等民用领域都具有十分重要的意义。目前国内与国际上尚未有统一的抗氧化涂层材料抗氧化性能的测试方法。当前抗氧化涂层抗氧化性能测量方法主要有三种：容量法、压力法、质量法。容量法和压力法仅适合在纯氧气氛中进行试验，测量结果可信度低。质量法相较容量法和压力法的优势在于：(1)可以在多种气氛中进行试验；(2)方法及原理相对简单；(3)试验所需设备易于操作；(4)测量精度高；(5)测量速度快。质量法是抗氧化涂层材料抗氧化性能测试中普遍采用的方法，是近年来国内外研究热点和主流方向。但是，无论采用上述哪种方法，都无法解决抗氧化涂层在500-1500℃区间的抗氧化性能测试装置受环境干扰导致：抗氧化涂层在500-1500℃区间的抗氧化性能测量精度低，加热速度慢，不能保持恒温的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决抗氧化涂层在500～1500℃区间的抗氧化性能测试装置受环境干扰导致：抗氧化涂层在500～1500℃区间的抗氧化性能测量精度低，加热速度慢，不能保持恒温的问题。本专利技术基于辐射换热原理和马弗炉设计原理设计了抗氧化涂层在500～1500℃区间的抗氧化性能测试装置。实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：抗氧化涂层在500～1500℃区间的抗氧化性能测试装置，它包括：炉体、炉体支架、加热体支架、高温夹头、吊丝、试样窗口、耐热体、加热体、电极供热源、绝缘隔热套、温度测量孔、观察孔及测温装置；所述的炉体外的底部与炉体支架固定连接，炉体内的底部固定有加热体支架，所述的绝缘隔热套竖直固定安装在加热体支架上，所述的加热体的下部设置在绝缘隔热套内，所述的加热体的外壁与绝缘隔热套的内壁相连接，加热体的中部设有中心腔，所述的耐热体设置在加热体的中心腔内，耐热体的外壁与加热体内壁相连接，耐热体的中部设有中心通孔，所述的电极供热源固定套装在加热体外侧壁的上部，绝缘隔热套的侧壁、加热体的侧壁以及耐热体的侧壁三者相对应位置设有同轴的温度测量孔，所述的炉体的侧壁上与所述的温度测量孔相对应处同轴设置有观察孔，所述的测温装置的测温端设置在观察孔外边缘处，炉体的上端与耐热体的中心通孔相对应处开孔得到试样窗口，所述的吊丝与高温夹头的连接端连接，所述的高温夹头的夹持端由炉体顶部的试样窗口伸入至耐热体的中心通孔内。专利技术原理：根据辐射换热原理和马弗炉设计原理，试样加热时所需的功率由试样加热的有效功率P1、试样加热时的辐射热损失P2、试样加热时的传导热损失P3、试样加热时的对流热损失P4和高温夹头传导热损失P5五部分组成。即P＝P1+P2+P3+P4+P5试样加热的有效功率P1(kW)P1＝CG(t2-t1) (1)其中C为试样的比热容(kW·h/kg)，G为生产率(kg/h)，t1为试样加热前的温度(℃)，t2为试样应达到的试验温度(℃)。试样加热时的辐射热损失P2(kW) P 2 = σ ϵ [ ( T 2 100 ) 4 - ( T 1 100 ) 4 ] S - - - ( 2 ) ]]>其中σ为黑体辐射常数，(T1＝t1+273)为空气的热力学温度(K)；(T2＝t2+273)为试样加热后表面的热力学温度(K)；ε为试样的发射率；S为试样的有效散热面积(m2)。试样加热时的传导热损失P3(kW)，当试样温度较高时试样的热量将通过空气、炉体内壁、耐热层、隔热层传递到炉体外壁。此传递过程可视为一维热传导过程，假设通过炉体各层的热流是稳定的，则试样的传导热损失为 P 3 = t 4 - t 3 Σ i = 1 m R i = t 4 - t 3 Σ i = 1 m l n ( d 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗氧化涂层在500～1500℃区间的抗氧化性能测试装置，其特征在于：它包括：炉体(1)、炉体支架(2)、加热体支架(3)、高温夹头(4)、吊丝(5)、试样窗口(6)、耐热体(7)、加热体(8)、电极供热源(9)、绝缘隔热套(10)、温度测量孔(11)、观察孔(12)及测温装置(13)；所述的炉体(1)外的底部与炉体支架(2)固定连接，炉体(1)内的底部固定有加热体支架(3)，所述的绝缘隔热套(10)竖直固定安装在加热体支架(3)上，所述的加热体(8)的下部设置在绝缘隔热套(10)内，所述的加热体(8)的外壁与绝缘隔热套(10)的内壁相连接，加热体(8)的中部设有中心腔，所述的耐热体(7)设置在加热体(8)的中心腔内，耐热体(7)的外壁与加热体(8)内壁相连接，耐热体(7)的中部设有中心通孔，所述的电极供热源(9)固定套装在加热体(8)外侧壁的上部，绝缘隔热套(10)的侧壁、加热体(8)的侧壁以及耐热体(7)的侧壁三者相对应位置设有同轴的温度测量孔(11)，所述的炉体(1)的侧壁上与所述的温度测量孔(11)相对应处同轴设置有观察孔(12)，所述的测温装置(13)的测温端设置在观察孔(12)外边缘处，炉体(1)的上端与耐热体(7)的中心通孔相对应处开孔得到试样窗口(6)，所述的吊丝(5)与高温夹头(4)的连接端连接，所述的高温夹头(4)的夹持端由炉体(1)顶部的试样窗口(6)伸入至耐热体(7)的中心通孔内。...

【技术特征摘要】
1.一种抗氧化涂层在500～1500℃区间的抗氧化性能测试装置，其特征在于：它包括：炉体(1)、炉体支架(2)、加热体支架(3)、高温夹头(4)、吊丝(5)、试样窗口(6)、耐热体(7)、加热体(8)、电极供热源(9)、绝缘隔热套(10)、温度测量孔(11)、观察孔(12)及测温装置(13)；所述的炉体(1)外的底部与炉体支架(2)固定连接，炉体(1)内的底部固定有加热体支架(3)，所述的绝缘隔热套(10)竖直固定安装在加热体支架(3)上，所述的加热体(8)的下部设置在绝缘隔热套(10)内，所述的加热体(8)的外壁与绝缘隔热套(10)的内壁相连接，加热体(8)的中部设有中心腔，所述的耐热体(7)设置在加热体(8)的中心腔内，耐热体(7)的外壁与加热体(8)内壁相连接，耐热体(7)的中部设有中心通孔，所述的电极供热源(9)固定套装在加热体(8)外侧壁的上部，绝缘隔热套(10)的侧壁、加热体(8)的侧壁以及耐热体(7)的侧壁三者相对应位置设有同轴的温度测量孔(11)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧鹏，安东阳，戴景民，吴念崇，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23