一种用于材料高温力学性能测试的高温加热炉装置制造方法及图纸

一种用于材料高温力学性能测试的高温加热炉装置，高温炉包括下炉体和上炉体；还包括一对上下对称的陶瓷内衬，其中一个陶瓷内衬压入下炉体内，下炉加热元件固定在将装到下炉体内，组成下炉；另外一个陶瓷内衬压入上炉体内，上炉加热元件固定在将装到上炉体内，组成上炉；将下炉接线盒与下炉连接，组成下炉组合件；将上炉接线盒与上炉连接，组成上炉组合件；上炉组合件与下炉组合件口对口组合；热电偶安装在热电偶支架，并安装只炉膛中心线上；上炉加热元件通过上炉接线盒与温度控制器连接；下炉加热元件通过下炉接线盒与温度控制器连接。本发明专利技术加热率可以上升到1200℃，可适用于拉压，弯曲等外载条件下的本构关系，蠕变，疲劳等试验研究。

A kind of high temperature heating furnace for testing the high temperature mechanical properties of materials

【技术实现步骤摘要】
一种用于材料高温力学性能测试的高温加热炉装置
本专利技术涉及到加热炉
，具体涉及一种用于材料高温力学性能测试的高温加热炉装置。
技术介绍
新型高温材料尤其是陶瓷基复合材料具有高熔点，高硬度，高强度，弹性模量大，高化学稳定性，耐高温，耐氧化，耐腐蚀，耐磨损，密度小等特点，已广泛应用于火箭及导弹的整流罩，航空发动机耐磨涂层和核反应堆高温结构零件上。材料力学性能的测试和表征是结构设计优化、强度校核的必要条件。为了进一步拓展高温结构材料体系，特别是陶瓷基复合材料的应用，其高温条件下的力学性能测试和表征是必要环节。新型结构材料的力学性能的测试需要与之相匹配的测试条件。在涉及材料的高温拉伸蠕变和疲劳等力学测试环节中，一方面万能力学实验机的夹具不适于处于高温环境中，特别是超过1000℃的高温环境。通常的金属夹具无法用于高温，部分可用于高温力学实验的夹具也不适用于长时实验。另一方面为了提高实验效率，实验中需要达到快升温速度，即高温加热炉装置要达到炉体小，升温快，测试工装夹具在炉体外，更便捷的要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于材料高温力学性能测试的高温加热炉装置，填补1300℃升温降温效率高的国产微型加热炉空白，以满足结构材料高温力学性能测试需求。具体技术方案为：一种用于材料高温力学性能测试的高温加热炉装置，包括高温炉，温度控制器和整流器；高温炉包括下炉体和上炉体；还包括一对上下对称的陶瓷内衬，所述的陶瓷内衬包括第一陶瓷块、第二陶瓷块、两块第三陶瓷块、第四陶瓷块、第五陶瓷块；其中一个陶瓷内衬压入下炉体内，下炉加热元件固定在将装到下炉体内，组成下炉；另外一个陶瓷内衬压入上炉体内，上炉加热元件固定在将装到上炉体内，组成上炉；将下炉接线盒与下炉连接，组成下炉组合件；将上炉接线盒与上炉连接，组成上炉组合件；上炉组合件与下炉组合件口对口组合；热电偶安装在热电偶支架，并安装只炉膛中心线上；整流器、温度控制器连线；热电偶与温度控制器上对应的设有控器接头连接；上炉加热元件通过上炉接线盒与温度控制器连接；下炉加热元件通过下炉接线盒与温度控制器连接。本专利技术提供的一种用于材料高温力学性能测试的高温加热炉装置，具有以下技术效果：(1)微型高温炉的最高升温能力可达到：1325℃；如有需要，高温炉加热率可以在6分钟之内从室温上升到1200℃，最高冷却率为：100℃/分钟；(2)微型高温炉为双区温度控制，纵向温度恒温区范围可达到50～60mm；对于板状或柱状试样(试样的标距长度在20mm到30mm之间)来说，1200℃下标距长度内最大温度梯度为：≤0.5℃/mm；(3)可输出试样中段温度随时间变化的模拟信号(0～5v)；(4)可实现材料的热疲劳实验，温度可编程，最多可计数循环次数为9999次，并在每段循环中可定义40段控制程序，实现PID控温；(5)可实现材料的高温蠕变实验：蠕变恒温温度在1100℃以下，微型高温炉对实验时间没有限制；蠕变恒温温度在1200℃时，实验时间为2000小时；蠕变恒温温度达到1300℃时；则实验的时间应控制在400到500小时；(6)该加热设备的炉衬采用进口的具有不同导热系数和蓄热量的氧化铝纤维板拼装而成，具有升降温快，节能，炉温均匀的特点。设备为双区温度控制，与温度控制器，双铂铑热电偶配套使用，进行炉膛温度的测量和PID控制。高温设备可适用于拉压，弯曲等外载条件下的本构关系，蠕变，疲劳等试验研究；(7)可以任何万能实验设备配合使用。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的高温炉结构示意图。具体实施方式结合附图说明本专利技术的具体技术方案。如图1所示，一种用于材料高温力学性能测试的高温加热炉装置，包括高温炉300，温度控制器27和整流器16。如图2所示，高温炉300包括下炉体1和上炉体9；还包括一对上下对称的陶瓷内衬，所述的陶瓷内衬包括第一陶瓷块2、第二陶瓷块5、两块第三陶瓷块8、第四陶瓷块3、第五陶瓷块4；其中一个陶瓷内衬压入下炉体1内，下炉加热元件7固定在将装到下炉体1内，组成下炉101；另外一个陶瓷内衬压入上炉体9内，上炉加热元件6固定在将装到上炉体9内，组成上炉201；将下炉接线盒11与下炉101连接，组成下炉组合件100；将上炉接线盒14与上炉201连接，组成上炉组合件200。将下炉组合件100与上炉组合件200浸泡在水中，将所有的陶瓷块完全浸透。基准A放在玻璃板上，上炉组合件200与下炉组合件100口对口互相摩擦，直至四周全部完全贴合，最后将上中下3件热电偶13从热电偶支架12上中下方孔中插至炉膛中心线，完成微型高温炉300的组装。整流器16、温度控制器27连线；三个热电偶13分别连线热电偶上接头20、热电偶中接头21、热电偶下接头22；温度控制器27上对应的设有控器上接头17、控器中接头18、控器下接头19；热电偶上接头20、热电偶中接头21、热电偶下接头22与控器上接头17、控器中接头18、控器下接头19一一对应连接；上炉加热元件6通过上炉接线盒14的上炉接头24与温度控制器27的上炉插座25连接；下炉加热元件7通过下炉接线盒11的下炉接头23与温度控制器27的下炉插座26连接；微型高温炉300特点：炉体小，由不锈钢制成，炉衬采用进口的具有不同导热系数和蓄热量的氧化铝纤维板拼装而成，加热元件7采用进口的碳化硅发热元件，具有耐高温，抗氧化，耐腐蚀，化学稳定性好，升降温度快，温度梯度小优点，标距25mm内材料拉伸方向温度梯度≤0.5℃/mm。温度控制器27为MCORE-F-1325-60温度控制器，采用日本SHIMAX产品0.25级40段可编程PID调节器，具有智能控制可编写控制不同温度变化曲线方程，并对试验过程中试样标距中点的温度进行实时跟踪测量，实时记录。整流器16与温度控制器27之间用导线不少于3米长连上。高温炉300首次使用时或长期停用再次使用时，必须进行烘炉干燥，具体步骤如下：温度从室温升至100℃，保持4小时，将炉内部分湿气蒸发；温度从100℃升至300℃，保持4小时，将炉内大部分湿气蒸发；温度从300℃升至800℃，保持3小时，将炉内极大部分湿气蒸发；温度从800℃升至1000℃，保持3小时，将炉内湿气(相对)完全蒸发。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于材料高温力学性能测试的高温加热炉装置，其特征在于，包括高温炉(300)，温度控制器(27)和整流器(16)；所述的高温炉(300)包括下炉体(1)和上炉体(9)；还包括一对上下对称的陶瓷内衬，所述的陶瓷内衬包括第一陶瓷块(2)、第二陶瓷块(5)、两块第三陶瓷块(8)、第四陶瓷块(3)、第五陶瓷块(4)；其中一个陶瓷内衬压入下炉体(1)内，下炉加热元件(7)固定在将装到下炉体(1)内，组成下炉(101)；另外一个陶瓷内衬压入上炉体(9)内，上炉加热元件(6)固定在将装到上炉体(9)内，组成上炉(201)；将下炉接线盒(11)与下炉(101)连接，组成下炉组合件(100)；将上炉接线盒(14)与上炉(201)连接，组成上炉组合件(200)；上炉组合件(200)与下炉组合件(100)口对口组合；热电偶(13)安装在热电偶支架(12)，并安装在炉膛中心线上；整流器(16)、温度控制器(27)连线；热电偶(13)与温度控制器(27)上对应的设有控器接头连接；上炉加热元件(6)通过上炉接线盒(14)与温度控制器(27)连接；下炉加热元件(7)通过下炉接线盒(11)与温度控制器(27)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种用于材料高温力学性能测试的高温加热炉装置，其特征在于，包括高温炉(300)，温度控制器(27)和整流器(16)；所述的高温炉(300)包括下炉体(1)和上炉体(9)；还包括一对上下对称的陶瓷内衬，所述的陶瓷内衬包括第一陶瓷块(2)、第二陶瓷块(5)、两块第三陶瓷块(8)、第四陶瓷块(3)、第五陶瓷块(4)；其中一个陶瓷内衬压入下炉体(1)内，下炉加热元件(7)固定在将装到下炉体(1)内，组成下炉(101)；另外一个陶瓷内衬压入上炉体(9)内，上炉加热元件(6)固定在将装到上炉体(9)内，组...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刘，姬晓慧，郝自清，李金铭，陆毛须，刘献冲，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11