一种超高温力学性能测试高温炉及其加热方法技术

本发明专利技术涉及力学测试技术领域，尤其涉及一种超高温力学性能测试高温炉及利用高温炉在惰性气氛对待测件加热的方法。其中，超高温力学性能测试高温炉，具有两个半圆筒状的石墨材料的发热部，并且两个发热部分别设置在炉体部内和炉体门上，在每个发热部的外侧同轴间隔的设置有形状相匹配的保温屏，闭合所述炉体门时，第一发热部和第二发热部相对设置形成一个近似圆筒的结构，待测件位于第一发热部和所述第二发热部之间，第一发热部和所述第二发热部位于第一保温部和第二保温部之间，能够有效防止热传导，提供800℃到2800℃的温度，并且石墨材质的发热部和保温屏使用寿命较长，成本相对较低，而且发热部、保温屏均是分离式安装，更换和维护方便。

【技术实现步骤摘要】
一种超高温力学性能测试高温炉及其加热方法
本专利技术涉及力学测试
，尤其涉及一种超高温力学性能测试高温炉及利用高温炉在惰性气氛下对待测件加热的方法。
技术介绍
随着耐高温材料技术的发展，对高温力学性能测试技术提出了更高的温度需求，高温力学测试技术的应用领域也更为广泛。目前国内材料高温力学性能测试高温装置，测试温度在1700℃以上时通常在真空或惰性气氛下进行，常用的加热方式：一是采用对试样直接通电的加热方式进行，这种方式只能用于导电材料，难以解决非导电材料的高温力学性能测试问题，而且试样直接通电带来的电致塑性对材料力学性能的影响尚无明确的结论。二是以钨发热体和钨隔热屏为主的高温炉辐射炉来解决，钨炉最高使用温度只能到2000℃，而且钨发热体和钨隔热屏由于金属晶型变化和膨胀量大带来的在高温下使用寿命短，维护成本高的问题凸显。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种超高温力学性能测试高温炉，以至少解决上述的一个问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种超高温力学性能测试高温炉，包括：对开式炉体，所述对开式炉体包括炉体部和炉体门，所述炉体门与所述炉体部的一侧铰接；发热体，包括设置在所述炉体部内部的第一发热部和设置在所述炉体门上的第二发热部，所述第一发热部和所述第二发热部均为半圆筒状的石墨管壁，在每个所述石墨管壁上沿轴向设有贯穿所述石墨管壁一端的长缝，在被贯穿的一端，所述长缝将所述石墨管壁分隔为间隔的两部分，每一部分石墨管壁分别通过一个石墨电极与一个水冷电极连接，其中，与所述第一发热部连接的两个水冷电极的一端穿过所述炉体部，且与所述炉体部绝缘连接；与所述第二发热部连接的两个水冷电极的一端穿过所述炉体门，且与所述炉体门绝缘连接；保温屏，包括第一保温部和第二保温部，所述第一保温部和所述第二保温部均为半圆筒状，其中，所述第一保温部同轴且间隔的设置于所述第一发热部外侧，所述第二保温部同轴且间隔的设置于所述第二发热部外侧；当闭合所述炉体门时，所述第一发热部和所述第二发热部相对设置，待测件位于所述第一发热部和所述第二发热部之间，所述第一发热部和所述第二发热部位于所述第一保温部和所述第二保温部之间。优选地，所述第一保温部和所述第二保温部结构相同，由内向外依次为第一石墨壁层、第一石墨毡层、第二石墨壁层、第二石墨毡层和第三石墨壁层。优选地，超高温力学性能测试高温炉还包括：上保温盖，包括第一上保温盖和第二上保温盖；下保温盖，包括第一下保温盖和第二下保温盖；其中，所述第一上保温盖位于所述第一保温部的上端，所述第一下保温盖位于所述第一保温部的下端，以分别封闭所述第一保温部的上端和下端，所述第二上保温盖位于所述第二保温部的上端，所述第二下保温盖位于所述第二保温部的下端，以分别封闭所述第二保温部的上端和下端；所述第一上保温盖、所述第二上保温盖、所述第一下保温盖和第二下保温盖的内侧分别设有凹部，当闭合所述炉体门时，所述第一上保温盖与所述第二上保温盖相对接，其两个凹部组成夹具第一卡孔，所述第一下保温盖和所述第二下保温盖相对接，其两个凹部组成夹具第二卡孔。优选地，所述第一发热部的下端与所述第一下保温盖之间具有间隙；所述第二发热部的下端与所述第二下保温盖之间具有间隙。优选地，穿过所述炉体部的两个水冷电极与所述炉体部之间，以及穿过所述炉体门的两个水冷电极与所述炉体门之间均是通过电木绝缘。优选地，所述炉体部的下侧设有独立的测量装置容纳室，所述测量装置容纳室包括容纳部，用于容纳力学变形测量装置，所述容纳部的侧还设有相铰接容纳室门。优选地，所述炉体门上设有透明的观察窗，第二保温部上设有与所述炉体门的观察窗相对观察口，所述观察口与第二发热部上的长缝相对。优选地，所述炉体部和炉体门均为双层水冷炉壁结构，炉壁内设有水道，所述水道与水冷系统连接。优选地，超高温力学性能测试高温炉还包括抽真空系统和送气系统，所述抽真空系统和送气系统安装在所述炉体部上，分别用于所述炉体部内抽真空及向所述炉体部内送入气体。本专利技术还提供了一种使用上述一种超高温力学性能测试高温炉在惰性气氛下对待测件加热的方法，所使用的高温力学性能测试高温炉，其炉体部和炉体门均为双层水冷炉壁结构，其壁内设有水道，该水道与水冷系统连接，其还具有抽真空系统和送气系统，用于所述炉体部内抽真空及向所述炉体部内送入气体，具体方法如下：将所述超高温力学性能测试高温炉集成在力学性能试验机上，所述力学性能试验机的夹具穿过所述炉体部，当所述炉体门闭合时，所述夹具所夹持的所述待测件位于所述第一发热部和所述第二发热部之间；打开所述抽真空系统，对所述超高温力学性能测试高温炉的内部抽真空；当所述超高温力学性能测试高温炉的内部达到一定真空度时，打开所述送气系统，向所述超高温力学性能测试高温炉的内部送入惰性保护气体，使所述超高温力学性能测试高温炉的内部的惰性保护气体的压力相对于高温炉外大气压具有一定的正压；打开水冷系统，使双层水冷炉壁结构内实现冷却水循环；以加热电源最大功率的10％-20％的功率启动加热电源，然后渐次增加功率；达到升高至目标温度所需的功率；持续加热使所述待测件达到目标温度后，保持目标温度。本专利技术的上述技术方案具有如下优点：(1)本专利技术提供的超高温力学性能测试高温炉，具有两个半圆筒状的石墨材料的发热部，并且两个发热部分别设置在炉体部内和炉体门上，在每个发热部的外侧同轴间隔的设置有形状相匹配的保温屏，当闭合所述炉体门时，所述第一发热部和所述第二发热部相对设置，形成一个近似圆筒的结构，待测件位于所述第一发热部和所述第二发热部之间，第一发热部和所述第二发热部位于所述第一保温部和所述第二保温部之间，能够有效防止热传导，为力学性能测试提供800℃到2800℃，并且石墨材质的发热部和保温屏使用寿命较长，成本相对较低，而且发热部、保温屏均是分离式安装，更换和维护方便。(2)每个均是由内向外依次为第一石墨壁层、第一石墨毡层、第二石墨壁层、第二石墨毡层和第三石墨壁层，能够较好的达到保温效果。(3)每个保温部的上下端均设有保温盖，能够进一步提高保温效果。附图说明图1是本专利技术实施例一中的一种超高温力学性能测试高温炉的结构示意图；图2是本专利技术实施例一中水冷电极与发热体连接的结构示意图；图3是图2的俯视图；图4是图3中A部放大示意图；图5是本专利技术实施例一中保温屏外具有架托的结构的示意图。图中：1：炉体部；2：炉体门；3：第一保温部；31：第一石墨壁层；32：第一石墨毡层；33：第二石墨壁层；34：第二石墨毡层；35：第三石墨壁层；4：第二保温部；5：第一发热部；6：第二发热部；7：第一上保温盖；8：第一下保温盖；9：第二上保温盖；10：第二下保温盖；11：凹部；12：水冷电极；13：石墨电极；14：测量装置容纳室；141：容纳部；142：容纳室门；1421：观察窗；15：垫片；16：架托；161：安装面；162：支撑面。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高温力学性能测试高温炉，其特征在于，包括：对开式炉体，所述对开式炉体包括炉体部和炉体门，所述炉体门与所述炉体部的一侧铰接；发热体，包括设置在所述炉体部内部的第一发热部和设置在所述炉体门上的第二发热部，所述第一发热部和所述第二发热部均为半圆筒状的石墨管壁，在每个所述石墨管壁上沿轴向设有贯穿所述石墨管壁一端的长缝，在被贯穿的一端，所述长缝将所述石墨管壁分隔为间隔的两部分，每一部分石墨管壁分别通过一个石墨电极与一个水冷电极连接，其中，与所述第一发热部连接的两个水冷电极的一端穿过所述炉体部，且与所述炉体部绝缘连接；与所述第二发热部连接的两个水冷电极的一端穿过所述炉体门，且与所述炉体门绝缘连接；保温屏，包括第一保温部和第二保温部，所述第一保温部和所述第二保温部均为半圆筒状，其中，所述第一保温部同轴且间隔的设置于所述第一发热部外侧，所述第二保温部同轴且间隔的设置于所述第二发热部外侧；当闭合所述炉体门时，所述第一发热部和所述第二发热部相对设置，待测件位于所述第一发热部和所述第二发热部之间，所述第一发热部和所述第二发热部位于所述第一保温部和所述第二保温部之间。

【技术特征摘要】
1.一种超高温力学性能测试高温炉，其特征在于，包括：对开式炉体，所述对开式炉体包括炉体部和炉体门，所述炉体门与所述炉体部的一侧铰接；发热体，包括设置在所述炉体部内部的第一发热部和设置在所述炉体门上的第二发热部，所述第一发热部和所述第二发热部均为半圆筒状的石墨管壁，在每个所述石墨管壁上沿轴向设有贯穿所述石墨管壁一端的长缝，在被贯穿的一端，所述长缝将所述石墨管壁分隔为间隔的两部分，每一部分石墨管壁分别通过一个石墨电极与一个水冷电极连接，其中，与所述第一发热部连接的两个水冷电极的一端穿过所述炉体部，且与所述炉体部绝缘连接；与所述第二发热部连接的两个水冷电极的一端穿过所述炉体门，且与所述炉体门绝缘连接；保温屏，包括第一保温部和第二保温部，所述第一保温部和所述第二保温部均为半圆筒状，其中，所述第一保温部同轴且间隔的设置于所述第一发热部外侧，所述第二保温部同轴且间隔的设置于所述第二发热部外侧；当闭合所述炉体门时，所述第一发热部和所述第二发热部相对设置，待测件位于所述第一发热部和所述第二发热部之间，所述第一发热部和所述第二发热部位于所述第一保温部和所述第二保温部之间。2.根据权利要求1所述的超高温力学性能测试高温炉，其特征在于：所述第一保温部和所述第二保温部结构相同，由内向外依次为第一石墨壁层、第一石墨毡层、第二石墨壁层、第二石墨毡层和第三石墨壁层。3.根据权利要求1或2所述的超高温力学性能测试高温炉，其特征在于，还包括：上保温盖，包括第一上保温盖和第二上保温盖；下保温盖，包括第一下保温盖和第二下保温盖；其中，所述第一上保温盖位于所述第一保温部的上端，所述第一下保温盖位于所述第一保温部的下端，以分别封闭所述第一保温部的上端和下端，所述第二上保温盖位于所述第二保温部的上端，所述第二下保温盖位于所述第二保温部的下端，以分别封闭所述第二保温部的上端和下端；所述第一上保温盖、所述第二上保温盖、所述第一下保温盖和第二下保温盖的内侧分别设有凹部，当闭合所述炉体门时，所述第一上保温盖与所述第二上保温盖相对接，其两个凹部组成夹具第一卡孔，所述第一下保温盖和所述第二下保温盖相对接，其两个凹部组成夹具第二卡...

【专利技术属性】
技术研发人员：周金帅，王华琼，周志亮，高增华，汤龙生，裴雨辰，赵英民，范辉，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11