一种燃气氛围可控的陶瓷基复合材料烧蚀测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种燃气氛围可控的陶瓷基复合材料烧蚀测试装置及方法，该装置包括高速火焰喷枪、测试试件装夹模块、烧蚀平台支架、气体参数及温度测量模块、燃气调节控制模块、数据记录及反馈模块和综合燃气供给模块。本发明专利技术装置利用丙烷、氧气、空气及水气预混燃烧生成的高温燃气流作为模拟燃气源，通过燃气调节控制模块调节特定的燃气预混比例及流量，得到特定温度及气体组分范围下的高温燃气流，通过高速燃气喷枪对被测陶瓷基复合材料表面进行烧蚀性能测试，利用调节系统结合各测量点数据控制并得到材料烧蚀过程中的具体气氛环境参数，该发明专利技术能够实现对指定气氛下的陶瓷基复合材料烧蚀性能的定量测算。

A ceramic matrix composite ablation testing device and method with controllable gas atmosphere

【技术实现步骤摘要】
一种燃气氛围可控的陶瓷基复合材料烧蚀测试装置及方法
本专利技术涉及材料性能测试的
，具体而言，涉及一种燃气氛围可控的陶瓷基复合材料烧蚀测试装置及方法。
技术介绍
陶瓷基复合材料因其优秀的力学性能和耐高温等特点正越来越多的应用于航空航天领域，高温燃气环境下陶瓷基复合材料因烧蚀氧化产生的损伤是导致构件机械性能快速下降的重要原因，因此通过测试陶瓷基复合材料在其典型应用环境工况下的烧蚀性能变得尤为重要，而不同编织方式以及制作工艺得到的陶瓷基复合材料性能又相差很大，如何快速高效的测得陶瓷基复合材料在目标工况下的烧蚀性能变得十分重要。目前大部分相关烧蚀测试装置及方法主要关注材料在烧蚀过程中表面形貌的变化过程以及模拟真实环境下的烧蚀测量。例如中国专利CN108072672A公开的一种烧蚀结构形貌及产物的在线监测装置及其监测方法，提出了通过使用X射线发生/接收装置、CCD相机及红外相机在线监测烧蚀结构形貌变化来进行分析；而中国专利CN101393098A公开的一种材料在高温燃气中的烧蚀监测装置及方法，提出使用煤油与氧气产生的燃气模拟真实燃气流的压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气氛围可控的陶瓷基复合材料烧蚀测试装置，包括烧蚀平台支架(3)、高速火焰喷枪(1)、测试试件装夹模块(2)、综合燃气供给模块(7)，所述的高速火焰喷枪(1)和测试试件装夹模块(2)均安装在烧蚀平台支架(3)上，烧蚀平台支架(3)能带动高速火焰喷枪(1)或/和测试试件装夹模块(2)能在烧蚀平台支架(3)上滑动翻转，所述的测试试件装夹模块(2)用于装夹陶瓷基复合材料试件，综合燃气供给模块(7)与高速火焰喷枪(1)连接，并为高速火焰喷枪(1)提供燃气，所述的高速火焰喷枪(1)的喷嘴正对着正对测试试件装夹模块中安放的陶瓷基复合材料试件，其特征是：陶瓷基复合材料烧蚀测试装置还包括气体参数及温度...

【技术特征摘要】
1.一种燃气氛围可控的陶瓷基复合材料烧蚀测试装置，包括烧蚀平台支架(3)、高速火焰喷枪(1)、测试试件装夹模块(2)、综合燃气供给模块(7)，所述的高速火焰喷枪(1)和测试试件装夹模块(2)均安装在烧蚀平台支架(3)上，烧蚀平台支架(3)能带动高速火焰喷枪(1)或/和测试试件装夹模块(2)能在烧蚀平台支架(3)上滑动翻转，所述的测试试件装夹模块(2)用于装夹陶瓷基复合材料试件，综合燃气供给模块(7)与高速火焰喷枪(1)连接，并为高速火焰喷枪(1)提供燃气，所述的高速火焰喷枪(1)的喷嘴正对着正对测试试件装夹模块中安放的陶瓷基复合材料试件，其特征是：陶瓷基复合材料烧蚀测试装置还包括气体参数及温度测量模块(4)、数据记录及反馈模块(6)以及燃气调节控制模块(5)，所述的燃气调节控制模块(5)安装在燃气供给模块(7)与高速火焰喷枪(1)之间的连接管路上，用于控制燃气供给模块(7)供给给高速火焰喷枪(1)的燃气组分以及燃气流量，所述的气体参数及温度测量模块(4)包括气体参数测量结构和温度测量结构，所述的气体参数测量结构的采集端位于测试试件装夹模块(2)处，气体参数测量结构能对陶瓷基复合材料试件表面燃气的采样，并分析采样燃气的气氛组成，温度测量结构能测得陶瓷基复合材料试件表面的温度及分布数据，所述的气体参数及温度测量模块(4)与数据记录及反馈模块(6)连接，并能将采样燃气的气氛组成数据和温度数据传递至数据记录及反馈模块(6)中，所述的数据记录及反馈模块(6)与烧蚀平台支架(3)以及燃气调节控制模块(5)连接，所述的数据记录及反馈模块(6)能分析对比预先设定好的工况温度及气氛数据和气体参数及温度测量模块(4)传来的采样燃气的气氛组成数据和温度数据，并根据数据控制烧蚀平台支架(3)滑移、翻转高速火焰喷枪(1)或/和测试试件装夹模块(2)，改变高速火焰喷枪(1)喷嘴与陶瓷基复合材料试件的角度和距离以及控制燃气调节控制模块(5)，改变燃气供给模块(7)供给给高速火焰喷枪(1)的燃气组分以及燃气流量，使陶瓷基复合材料试件处的温度及气氛靠近预先设定好的工况温度及气氛数据。


2.根据权利要求1所述的一种燃气氛围可控的陶瓷基复合材料烧蚀测试装置，其特征是：所述的综合燃气供给模块(7)包括高压乙炔供给管路、高压空气供给管路、水供给管路、高压氧气供给管路，所述的燃气调节控制模块(5)包括与各供给管路分别相连的气体减压阀和电子流量阀，燃气调节控制模块(5)通过气体减压阀和电子流量阀精确控制各供给管路流出的气体和水的流量及比例。


3.根据权利要求1所述的一种燃气氛围可控的陶瓷基复合材料烧蚀测试装置，其特征是：所述的烧蚀平台支架(3)上安装有可以水平滑移的水平滑架(31)以及可以翻转的翻转架(32)，所述的水平滑架(31)的水平滑移方向为靠近或远离翻转架(32)，所述的高速火焰喷枪(1)固定在水平滑移的水平滑架(31)上，所述的测试试件装夹模块(2)固定在翻转架(32)上，所述的烧蚀平台支架(3)上还安装有距离与角度传感器，所述的距离与角度传感器用...

【专利技术属性】
技术研发人员：高希光，赵学灿，宋迎东，杜金康，时晓婷，张盛，于国强，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32