一种人造石墨的石墨化度测试装置及测试方法制造方法及图纸

一种人造石墨的石墨化度测试装置及测试方法，属于人造石墨性能测试技术领域。本发明专利技术为了解决人造石墨石墨化度测试存在误差的问题。本发明专利技术包括X射线管、入射光阑、接收光阑、X射线探测器、凸模机构、凹模机构、抓取机械手、转动台和支撑座，支撑座的长度方向上通过入射光阑支架安装有X射线管，入射光阑支架上安装有射线管支架，入射光阑安装在射线管支架上，转动台相对支撑座转动，转动台上安装有凹模机构，转动台的侧壁上安装有探测器支架，接收光阑和X射线探测器均安装在探测器支架上，支撑座的宽度方向上安装有第一支撑柱和第二支撑柱，凸模机构和抓取机械手滑动安装在第一支撑柱和第二支撑柱上。本发明专利技术应用到石墨化度测试领域。

A device for testing graphitization degree of artificial graphite and its testing method

The invention relates to a graphitization degree testing device and a testing method of artificial graphite, belonging to the technical field of artificial graphite performance testing. The invention aims at solving the problem of error in testing graphite degree of artificial graphite. The invention comprises an X-ray tube, an incident diaphragm, a receiving diaphragm, an X-ray detector, a punch mechanism, a concave die mechanism, a grabbing manipulator, a rotating table and a support seat. An X-ray tube is installed in the length direction of the support seat through an incident diaphragm support, and a ray tube support is installed on the incident diaphragm support, and an incident diaphragm is installed in the ray. On the tube support, the rotating table rotates relative to the support seat, a concave die mechanism is installed on the rotating table, a detector support is installed on the side wall of the rotating table, the receiving diaphragm and the X-ray detector are installed on the detector support, and the first and second support pillars, the punch mechanism and the grasping manipulator are installed in the width direction of the support seat. The slide is installed on the first supporting column and the second supporting column. The invention is applied to the field of graphitization degree test.

【技术实现步骤摘要】
一种人造石墨的石墨化度测试装置及测试方法
本专利技术涉及一种石墨的石墨化度测试装置，属于人造石墨性能测试

技术介绍
石墨具有高温下不熔融、导电导热性能好以及化学稳定性优异等特点，被广泛地应用于冶金、化工、航空航天等行业。如今工业上常将炭原料(如石油焦、沥青焦等)经过煅烧、破碎、压型、焙烧、高温石墨化进行处理，用以获得高性能的人造石墨材料。我们理想中的石墨的晶体结构为密排六方结构，点阵常数a＝0.2461nm，c＝0.6708nm，但即使是天然石墨，其晶体结构中也存在很多缺陷，点阵常数与理想石墨相比也存在差别。而在实际应用的人造石墨，其石墨化度受制造工艺和原材料的影响很大，尤其是作为航空刹车用的炭复合材料，必须使石墨化度达到一定数值，才能保证材料具有最佳的使用性能。现有的石墨化度检测过程，往往都是将粉末状石墨放置在XRD仪器上进行检测，这中检测方式对粉末状石墨进行检测，检测时候要以X射线依次进行整体扫描，由于粉末状受种种外界因素的影响，其结构不稳定，这样导致检测后的石墨化度数值误差大。因此，作为产品质量控制的手段和调整制造工艺参数的依据，石墨化度的测试是十分必要且不可缺少的。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术的问题，进而提供一种人造石墨的石墨化度测试装置及测试方法。本专利技术的技术方案：一种人造石墨的石墨化度测试装置包括X射线管、入射光阑、射线管支架、入射光阑支架、接收光阑、X射线探测器、探测器支架、第一支撑柱，凸模机构、凹模机构、第二支撑柱、抓取机械手、样品台和支撑座，所述的支撑座为长方体支撑座，支撑座的长度方向上安装有入射光阑支架，所述的X射线管安装在入射光阑支架上，入射光阑支架上还安装有射线管支架，所述的入射光阑安装在射线管支架上，启动X射线管，X射线能够穿过入射光阑照射到样品上，所述的支撑座上安装有滑轨，样品台与滑轨配合安装，样品台上安装有转动台，转动台相对样品台转动，转动台上安装有凹模机构，所述的探测器支架为折弯结构，探测器支架安装在转动台的侧壁上，安装后的探测器支架与入射光阑支架共同处于支撑座的长度方向上，所述的接收光阑和X射线探测器均安装在探测器支架上，所述的X射线探测器与接收光阑电连接，X射线探测器接收穿过接收光阑的衍射信号，所述的第一支撑柱和第二支撑柱安装在支撑座的宽度方向上，第一支撑柱和第二支撑柱安装在样品台的两侧，所述的第一支撑柱的竖直方向上安装有第一滑轨，第一滑轨上配合安装有第一滑座，所述的凸模机构垂直安装在第一滑座上，所述的第二支撑柱的竖直方向上安装有第二滑轨，第二滑轨上配合安装有第二滑座，所述的抓取机械手垂直安装在第二滑座上。优选的：所述的凸模机构包括凸模安装座、凸模支撑块、凸模连接块、凸模安装臂和圆柱凸模压块，所述的凸模安装座通过螺栓固定安装在第一滑座上，所述的凸模安装座上安装有凸模支撑块，所述的凸模支撑块的上端铰接有凸模连接块，凸模支撑块和凸模连接块均为楔形块，其楔形面配合使用，所述的凸模安装臂的一端与凸模连接块连接安装，凸模连接块的另一端安装有圆柱凸模压块，所述的圆柱凸模压块包括凸模压块本体和设置在凸模压块本体内部的电加热管。优选的：所述的凹模机构包括凹模支座、凹模、推板和电动推杆，所述的凹模支座安装在转动台上，所述的凹模安装在凹模支座上，凹模的上端面加工有台阶状放置凹槽，所述的推板安装在放置凹槽内，推板的上端面与放置凹槽形成一个材料凹槽用于石墨粉热压成型，推板的下端面连接在电动推杆的输出端，所述的电动推杆预置安装在凹模支座内。优选的：所述的抓取机械手包括抓取机构、转动臂和安装座，所述的安装座固定安装在第二滑座上，所述的转动臂通过轴承与安装座配合安装，所述的安装座内安装有伺服电机，伺服电机的输出端与转动臂建立连接，在伺服电机的转动作用下，转动臂相对安装座转动，所述的抓取机构安装在转动臂的顶端。优选的：所述的抓取机构包括夹持座、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、抓取支撑架和推动气缸，所述的抓取支撑架具有两个安装部，两个安装部对称设置，抓取支撑架上安装有推动气缸，所述的推动气缸的输出轴上安装有第四连杆，第四连杆与推动气缸的输出轴呈相互垂直状态，所述第四连杆的两端分别铰接有第三连杆，所述的第二连杆的一端与夹持座铰接，第二连杆的另一端与第三连杆铰接，所述的第二连杆的中间位置铰接在抓取支撑架的安装部上，所述的第一连杆连接夹持座和安装部，第一连杆与夹持座和安装部的连接方式为铰接，在推动气缸的作用下，第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆联动进而带动夹持座实现夹持作业。优选的：所述的转动台通过转动台安装座安装在样品台上，所述的转动台安装座与转动台通过轴承安装，所述的转动台安装座内安装有转动伺服电机，在转动伺服电机的作用下，转动台相对转动台安装座转动动作。一种人造石墨的石墨化度测试方法，包括以下步骤：步骤一、制作片状人造石墨试验样品通过一种人造石墨的石墨化度测试装置的凸模机构和凹模机构制作片状人造石墨试验样品；人造石墨粉放置在凹模机构的放置凹槽内，驱动样品台相对滑轨滑动，使得凹模机构与凸模机构位置相互对应，启动凸模机构的圆柱凸模压块，圆柱凸模压块将放置在凹模机构内部的人造石墨粉热压成“圆片”状；步骤二、抓取步骤一种制作的片状人造石墨试验样品步骤一种制作完成片状人造石墨试验样品后，移走凸模机构，在凹模机构的放置凹槽内设置有推板，启动电动推杆后，推板推动片状人造石墨试验样品升起，此时，启动抓取机械手，抓取机械手的抓取机构在推动气缸的作用下，带动连杆机构实现片状人造石墨试验样品的抓取；步骤三、进行X射线衍射试验，获得人造石墨XRD数据图谱启动X射线管，X射线穿过入射光阑照射到样品上，同时启动转动台，转动台带动探测器支架摆动，安装在探测器支架上的接收光阑和X射线探测器随着探测器支架摆动，X射线探测器开始在设定的角度范围内移动并接收穿过接收光阑的衍射信号，并将数据传回控制系统，进而获得人造石墨XRD数据图谱。优选的：所述的X射线探测器为点探测器、线探测器或面探测器。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术通过设置有的XRD衍射试验装置和人造石墨片状材料制造装置共同协同作业完成人造石墨的石墨化度监测，避免了现有对人造石墨粉检测，由于石墨粉结构不稳定，导致检测后的石墨化度数值误差大的问题发生，通过试验测量人造石墨的石墨化度，保证人造石墨材料具有最佳的使用性能；2、本专利技术可快速、精确控制样品的XRD试验扫描位置和角度，快速精确控制衍射角度测量；3、本专利技术的凸模机构、凹模机构和抓取机械手采用滑动安装方式，其位置可以自由调整，确保片状人造石墨样品制作流畅，具有使用方便的特点；4、本发的抓取机械手兼具抓取动作和转动动作，确保抓取试验样品后，试验样品能够转动90°，从而保证了X射线穿过入射光阑直接照射到样品上。5、本专利技术结构设计巧妙，用本专利技术的人造石墨的石墨化度测试装置，能更准确的测量石墨化度，更合理地反映了材料内部石墨化度的实际情况，保证人造石墨材料具有最佳的使用性能。附图说明图1是本专利技术的轴测图视图；图2是本专利技术的主视图；图3是本专利技术的侧视图；图4是凸模机构的轴测图；图5是圆柱凸模压块的结构示意图；图6是凹模机构的结构示意图；图7是抓取机械手的结构视图；图中1-X射线管，2-入射光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人造石墨的石墨化度测试装置，其特征在于：包括X射线管(1)、入射光阑(2)、射线管支架(3)、入射光阑支架(4)、接收光阑(5)、X射线探测器(6)、探测器支架(7)、第一支撑柱(8)，凸模机构(9)、凹模机构(10)、第二支撑柱(11)、抓取机械手(12)、样品台(13)和支撑座(14)，所述的支撑座(14)为长方体支撑座，支撑座(14)的长度方向上安装有入射光阑支架(4)，所述的X射线管(1)安装在入射光阑支架(4)上，入射光阑支架(4)上还安装有射线管支架(3)，所述的入射光阑(2)安装在射线管支架(3)上，启动X射线管，X射线能够穿过入射光阑(2)照射到样品上，所述的支撑座(14)上安装有滑轨(15)，样品台(13)与滑轨(15)配合安装，样品台(13)上安装有转动台(16)，转动台(16)相对样品台(13)转动，转动台(16)上安装有凹模机构(10)，所述的探测器支架(7)为折弯结构，探测器支架(7)安装在转动台(16)的侧壁上，安装后的探测器支架(7)与入射光阑支架(4)共同处于支撑座(14)的长度方向上，所述的接收光阑(5)和X射线探测器(6)均安装在探测器支架(7)上，所述的X射线探测器(6)与接收光阑(5)电连接，X射线探测器(6)接收穿过接收光阑(5)的衍射信号，所述的第一支撑柱(8)和第二支撑柱(11)安装在支撑座(14)的宽度方向上，第一支撑柱(8)和第二支撑柱(11)安装在样品台(13)的两侧，所述的第一支撑柱(8)的竖直方向上安装有第一滑轨(17)，第一滑轨(17)上配合安装有第一滑座(18)，所述的凸模机构(9)垂直安装在第一滑座(18)上，所述的第二支撑柱(11)的竖直方向上安装有第二滑轨(19)，第二滑轨(19)上配合安装有第二滑座(20)，所述的抓取机械手(12)垂直安装在第二滑座(20)上。...

【技术特征摘要】
1.一种人造石墨的石墨化度测试装置，其特征在于：包括X射线管(1)、入射光阑(2)、射线管支架(3)、入射光阑支架(4)、接收光阑(5)、X射线探测器(6)、探测器支架(7)、第一支撑柱(8)，凸模机构(9)、凹模机构(10)、第二支撑柱(11)、抓取机械手(12)、样品台(13)和支撑座(14)，所述的支撑座(14)为长方体支撑座，支撑座(14)的长度方向上安装有入射光阑支架(4)，所述的X射线管(1)安装在入射光阑支架(4)上，入射光阑支架(4)上还安装有射线管支架(3)，所述的入射光阑(2)安装在射线管支架(3)上，启动X射线管，X射线能够穿过入射光阑(2)照射到样品上，所述的支撑座(14)上安装有滑轨(15)，样品台(13)与滑轨(15)配合安装，样品台(13)上安装有转动台(16)，转动台(16)相对样品台(13)转动，转动台(16)上安装有凹模机构(10)，所述的探测器支架(7)为折弯结构，探测器支架(7)安装在转动台(16)的侧壁上，安装后的探测器支架(7)与入射光阑支架(4)共同处于支撑座(14)的长度方向上，所述的接收光阑(5)和X射线探测器(6)均安装在探测器支架(7)上，所述的X射线探测器(6)与接收光阑(5)电连接，X射线探测器(6)接收穿过接收光阑(5)的衍射信号，所述的第一支撑柱(8)和第二支撑柱(11)安装在支撑座(14)的宽度方向上，第一支撑柱(8)和第二支撑柱(11)安装在样品台(13)的两侧，所述的第一支撑柱(8)的竖直方向上安装有第一滑轨(17)，第一滑轨(17)上配合安装有第一滑座(18)，所述的凸模机构(9)垂直安装在第一滑座(18)上，所述的第二支撑柱(11)的竖直方向上安装有第二滑轨(19)，第二滑轨(19)上配合安装有第二滑座(20)，所述的抓取机械手(12)垂直安装在第二滑座(20)上。2.根据权利要求1所述的一种人造石墨的石墨化度测试装置，其特征在于：所述的凸模机构(9)包括凸模安装座(21)、凸模支撑块(22)、凸模连接块(23)、凸模安装臂(24)和圆柱凸模压块(25)，所述的凸模安装座(21)通过螺栓固定安装在第一滑座(18)上，所述的凸模安装座(21)上安装有凸模支撑块(22)，所述的凸模支撑块(22)的上端铰接有凸模连接块(23)，凸模支撑块(22)和凸模连接块(23)均为楔形块，其楔形面配合使用，所述的凸模安装臂(24)的一端与凸模连接块(23)连接安装，凸模连接块(23)的另一端安装有圆柱凸模压块(25)，所述的圆柱凸模压块(25)包括凸模压块本体(26)和设置在凸模压块本体(26)内部的电加热管(27)。3.根据权利要求1所述的一种人造石墨的石墨化度测试装置，其特征在于：所述的凹模机构(10)包括凹模支座(28)、凹模(29)、推板(30)和电动推杆(31)，所述的凹模支座(28)安装在转动台(16)上，所述的凹模(29)安装在凹模支座(28)上，凹模(29)的上端面加工有台阶状放置凹槽(32)，所述的推板(30)安装在放置凹槽(32)内，推板(30)的上端面与放置凹槽(32)形成一个材料凹槽用于石墨粉热压成型，推板(30)的下端面连接在电动推杆(31)的输出端，所述的电动推杆(31)预置安装在凹模支座(28)内。4.根据权利要求1所述的一种人造石墨的石墨化度测试装置，其特征在于：所述的抓取机械手(12)包括抓取机构(33)、转动臂(34)和安装座(35)，所述的安装座(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑞，陈庚，韩玉凤，陈硕，张岩，高斌，刘冬，刘壮，储发远，
申请(专利权)人：黑龙江奥星能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23