快速分析三元液态合金基体与增强体润湿-反应行为的高通量装置和制备分析方法制造方法及图纸

快速分析三元液态合金基体与增强体润湿‑反应行为的高通量装置和制备分析方法，涉及一种快速分析三元液态合金基体与增强体润湿行为的装置和制备分析方法。目的是解决现有技术无法实现快速有效分析态合金基体与增强体润湿行为的问题。装置由提升杆、抽气管、炉体、预热区、熔炼区、坩埚、充气管、预制体安装盘、多个预制体、隔热板、坩埚加热区构成。按照三元相图中基体金属元素相应位置在坩埚的坩埚室内填充基体金属，制备复合材料。本发明专利技术同炉高通量研究不同成分的合金基体与增强体的润湿‑反应行为，实现了金属基复合材料研制过程中成本减半、周期减半并且快速响应的目标。本发明专利技术适用于快速分析三元液态合金基体与增强体润湿‑反应行为。

High throughput apparatus and preparation analysis method for rapid analysis of wetting reaction behavior between matrix and reinforcement of ternary liquid alloy

【技术实现步骤摘要】
快速分析三元液态合金基体与增强体润湿-反应行为的高通量装置和制备分析方法
本专利技术涉及一种快速分析三元液态合金基体与增强体润湿行为的装置和制备分析方法。
技术介绍
近年来，金属基复合材料由于较质、高比刚度、高比强度、高硬度等性能在国内外的国防和民用领域得到了广泛的应用。由于不同金属基体、不同增强体在不同工艺条件下的湿润行为与界面反应行为不明长，已不能满足新材料的低成本快速研发需求。国外提出“材料基因工程”计划，利用高通量制备技术实现短时间内完成大量样品的制备，具有大批量、多品种、可设计和快速响应特征，快速构建“成分-工艺-组织-性能”的相关性，实现成本、研发周期双减半的目标，目前已在合金薄膜等低维度材料高通量制备关键技术方面取得了突破。与合金不同，金属基复合材料的组织和结构具有独特性，包含不同种类、粒度、形态的增强相、不同成分基体合金以及成分、组织结构和微区性能可调控的界面，其复合机制与显微组织演化机制较传统合金更为复杂，也具有更明显的组织性能设计优势。基体与增强体的润湿-反应行为会影响复合材料的品质，工艺难度以及性能，而不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速分析三元液态合金基体与增强体润湿-反应行为的高通量装置，其特征在于：该装置由提升杆(1)、抽气管(2)、炉体(3)、预热区(4)、熔炼区(5)、坩埚(6)、充气管(7)、预制体安装盘(9)、多个预制体(10)、隔热板(11)和坩埚加热区(13)构成；/n所述炉体(3)为密封空腔体，炉体(3)内中部设置有水平的环形隔热板(11)，环形隔热板(11)与炉体(3)的内壁固接，炉体(3)内环形隔热板(11)上部为预热区(4)，炉体(3)内环形隔热板(11)下部为熔炼区(5)，熔炼区(5)底部为坩埚加热区(13)，预热区(4)中靠近炉体(3)内壁处、熔炼区(5)中靠近炉体(3)内壁处和坩埚加...

【技术特征摘要】
1.一种快速分析三元液态合金基体与增强体润湿-反应行为的高通量装置，其特征在于：该装置由提升杆(1)、抽气管(2)、炉体(3)、预热区(4)、熔炼区(5)、坩埚(6)、充气管(7)、预制体安装盘(9)、多个预制体(10)、隔热板(11)和坩埚加热区(13)构成；
所述炉体(3)为密封空腔体，炉体(3)内中部设置有水平的环形隔热板(11)，环形隔热板(11)与炉体(3)的内壁固接，炉体(3)内环形隔热板(11)上部为预热区(4)，炉体(3)内环形隔热板(11)下部为熔炼区(5)，熔炼区(5)底部为坩埚加热区(13)，预热区(4)中靠近炉体(3)内壁处、熔炼区(5)中靠近炉体(3)内壁处和坩埚加热区(13)中靠近炉体(3)底部分别设置有电热元件；炉体(3)上部设置有与炉体(3)内部连通的抽气管(2)和充气管(7)；提升杆(1)的一端设置在炉体(3)内部且下端固接有水平设置的预制体安装盘(9)，提升杆(1)的另一端从炉体(3)的顶部的通孔伸出至炉体(3)外部；预制体安装盘(9)设置在预热区(4)内，坩埚(6)设置在坩埚加热区(13)内；
所述坩埚(6)为圆形坩埚，坩埚(6)内设置有多个圆形的坩埚室(61)，多个圆形的坩埚室(61)呈三角形阵列排布；每个坩埚室(61)上方均设置有预制体(10)，预制体(10)吊装在预制体安装盘(9)的下表面；
所述预制体(10)由模具和模具内填充的增强体构成，增强体为增强体颗粒与粘接剂粘接而成。


2.如权利要求1所述的快速分析三元液态合金基体与增强体润湿-反应行为的高通量装置，其特征在于：
所述增强体颗粒与粘接剂的质量比为1:(0.05～0.1)；
所述增强体颗粒的粒径范围为1～200μm。


3.如权利要求1所述的快速分析三元液态合金基体与增强体润湿-反应行为的高通量装置，其特征在于：
所述增强体的材质为碳化物、氧化物、氮化物、硼化物、金属间化合物、碳材料或硼材料。


4.如权利要求1所述的快速分析三元液态合金基体与增强体润湿-反应行为的高通量装置，其特征在于：
所述模具为中空圆柱体，模具的底部密封，模具的侧壁开有多个通孔；通孔的孔径为0.5～3mm；
所述模具材质为陶瓷、石墨或与基体金属不相融的金属；所述坩埚(6)的材质为陶瓷或石墨；
所述电热元件为硅碳棒、硅钼棒或电极石墨棒。


5.利用权利要求1所述快速分析三元液态合金基体与增强体润湿-反应行为的高通量装置进行快速制备分析三元液态合金基体与增强体润湿-反应行为的方法，其特征在于：该方法按照以下步骤进行：
一、选择基体金属的成分及预制体安装：
在三元相图中选取三角形相图区，三角形相图区的三个边分别平行于三元相图的三个边，三角形相图区内金属的熔点差值小于150℃；
利用多条平行于三角形相图区底边的第一分割线对三角形相图区进行划分，利用多条平行于三角形相图区的其中一个斜边的第二分割线对三角形相图区进行划分，多条第一分割之间的间距相等，多条第二分割线之间的间距相等，将三角形相图区中第一分割线和第二分割线的交点对应成分的金属作为选取的基体金属；
按照三角形相图区中第一分割线和第二分割线的交点、第一分割线和第二分割线分别与三角形相图区边界线的交点、以及三角形相图区的顶点的相对位置确定坩埚(6)内坩埚室(61)之间相对位置，每个交点以及每个顶点对应一个坩埚室(61)，在对应的坩埚室(61)内放置交点对应的基体金属，所有的坩埚室(61)内放置的基体金属的熔点差值小于150℃；
将坩埚(6)安放在预制体安装盘(9)下方，在每个坩埚室(61)上方吊装预制体(10)，所有的坩埚室(61)上的预制体(10)相同；
二、预制体去粘接剂
封...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文澍，武高辉，姜龙涛，张强，修子扬，陈国钦，乔菁，康鹏超，芶华松，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23