一种高温炉及同步辐射X射线下原位力学加载系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高温炉及同步辐射X射线下原位力学加载系统，涉及高温炉技术领域。一种高温炉及同步辐射X射线下原位力学加载系统，其包括底座、对开炉体以及设置在对开炉体中的加热元件；对开炉体包括相互连通并设有试样窗口的左炉体和右炉体，左炉体和右炉体均滑动设置在底座上，并且左炉体和右炉体分别设置有加热元件；左炉体和右炉体的闭合处纵向设有力学夹具通道，左炉体和右炉体的轴向分别设有与力学夹具通道连通的X射线通道。本实用新型专利技术使试件在高温力学加载作用下，还能通过X射线表征材料内部微细观结构的演化。射线表征材料内部微细观结构的演化。射线表征材料内部微细观结构的演化。

【技术实现步骤摘要】
一种高温炉及同步辐射X射线下原位力学加载系统


[0001]本技术涉及高温炉
，具体涉及一种高温炉及同步辐射X射线下原位力学加载系统。

技术介绍

[0002]本技术对于
技术介绍
的描述属于与本技术相关的相关技术，仅仅是用于说明和便于理解本技术的
技术实现思路
，不应理解为申请人明确认为或推定申请人认为是本技术在首次提出申请的申请日的现有技术。
[0003]随着结构材料的发展，聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料等材料，被广泛地应用于航空航天、建筑、汽车等行业。然而在实际服役环境中，材料可能会受到高温载荷的作用。一方面，材料的内部结构会随着温度的变化而变化，如随着温度的升高，聚合物基复合材料的基体会经历玻璃态、似革态、橡胶态、热解态等的变化。另一方面，复合材料的力学性能及其失效行为与其内部结构紧密相关。但在传统的带摄像的高温力学性能测试中，通过光学相机摄像仅能获取材料表面形貌随温度及载荷的变化情况。
[0004]现有的实验装置在材料在高温力学加载作用下，无法表征材料内部微细观结构的演化，而X射线具有穿透能力，能够提供内部的微细观结构，常被用于医学上。相较于传统的力学试验机，同步辐射X射线下的原位加载实验所用的力学试验机的空间有限，且力学加载所用的夹具还要占一定的空间，因而会进一步限制高温炉的尺寸。如上海同步辐射X光源BL13HB1
‑
X射线成像及生物医学应用光纤束/实验站所用的力学试验机，其上、下夹具固定位置之间的最大间距约为250mm，因而高温炉、高温夹具可以设计的空间会更小，如何在有限的空间内合理的设计高温炉及高温力学夹具，使材料在高温力学加载作用下，还能表征材料内部微细观结构的演化。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种高温炉及同步辐射X射线下原位力学加载系统，以解决现有材料在高温力学加载作用下，难以表征材料内部微细观结构的演化的问题。
[0006]本技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0007]一种高温炉，其包括底座、对开炉体以及设置在对开炉体中的加热元件；对开炉体包括相互连通并设有试样窗口的左炉体和右炉体，左炉体和右炉体滑动设置在底座上，并且左炉体和右炉体分别设置有加热元件；左炉体和右炉体的闭合处纵向设有力学夹具通道，左炉体和右炉体的轴向分别设有与力学夹具通道连通的X射线通道。
[0008]采用上述技术方案的有益效果为：将力学夹具安装在力学试验机上，滑动左炉体和右炉体，使力学夹具卡设在力学夹具通道中，此时左炉体和右炉体的X射线通道分别位于力学夹具的两侧；打开左炉体和右炉体的试样窗口，用镊子夹取试件并将试件放置在力学夹具的中心，左炉体和右炉体的X射线通道均能看到试件；加热元件工作时炉体升温，当达到目标温度后，进行相应温度下的力学测试及同步辐射X射线扫描工作，从而可以获得材料
在不同温度下及不同应变水平下的内部形貌。
[0009]本技术方案的炉体为对开炉体，可以根据力学夹具的设置位置和大小，调节左炉体和右炉体的闭合位置，实用灵活，并且根据力学夹具和使用需求，对开炉体还设置有力学夹具通道，使炉体可以较为密封地夹持住力学夹具，设置X射线通道使X射线可以照射入炉体中，X射线可以获取材料的内部微细观结构及裂纹的扩展情况，使试件在高温力学加载作用下，还能通过X射线表征材料内部微细观结构的演化。
[0010]进一步地，左炉体和右炉体分别设置有左炉膛和右炉膛，左炉膛和右炉膛相互连通；加热元件设置在相对应的炉膛中，并且加热元件的两端分别伸出相对应的炉体；X射线通道通过相对应的炉膛与力学夹具通道连通。
[0011]采用上述技术方案的有益效果为：力学夹具纵向贯穿左炉膛和右炉膛，使试件处于较为密封的状态，有利于加热元件产生的热量集中作用于试件，避免热量扩散。
[0012]进一步地，右炉膛设有凸台，左炉膛设有用于嵌设凸台的凹槽。
[0013]采用上述技术方案的有益效果为：当对开炉体需要闭合时，移动左炉体和右炉体，使凸台嵌设在凹槽中，由于左炉体和右炉体闭合后，闭合处会存在一定的缝隙，将左炉膛和右炉膛设置为此种交错闭合的结构，可以确保左炉体和右炉体闭合后相对应的炉膛相互连通，提高了炉膛内的密封性，可以延长传热路径，减少炉膛内部的热量损失。
[0014]进一步地，右炉膛设有用于检测炉膛内温度的热电偶。
[0015]进一步地，加热元件的两端分别通过接线柱与外部电源电连接。
[0016]进一步地，底座设有滑轨，左炉体和右炉体的底部分别设有嵌设在滑轨中的滑动导座，并且滑动导座上设有锁紧螺栓，锁紧螺栓的底部与滑轨的侧壁连接。
[0017]进一步地，左炉体和右炉体的一端相互连通，左炉体和右炉体的另一端分别设有密封壁；左炉体和右炉体的顶部、密封壁和底部分别设有用于降低炉体表面温度的冷水板。
[0018]采用上述技术方案的有益效果为：冷水板外接有水源，高温炉在加热前通循环水，用于降低加热过程中炉体表面的温度。
[0019]进一步地，对开炉体的顶部和底部靠近力学夹具通道的位置分别设有隔热板，隔热板的两端分别相对应的炉体连接。
[0020]采用上述技术方案的有益效果为：由于炉体要升温，炉内热量从取放试样窗口溢出，设置隔热板可以在一定程度上减少炉内热量外泄对力学试验机的影响。
[0021]一种同步辐射X射线下原位力学加载系统，采用上述的高温炉。
[0022]本技术具有以下有益效果：
[0023](1)本技术的炉体为对开炉体，可以根据力学夹具的设置位置和大小，调节左炉体和右炉体的闭合位置，实用灵活，并且根据力学夹具和使用需求，对开炉体还设置有力学夹具通道，使炉体可以较为密封地夹持住力学夹具，设置X射线通道使X射线可以照射入炉体中，X射线可以获取材料的内部微细观结构及裂纹的扩展情况，使试件在高温力学加载作用下，还能通过X射线表征材料内部微细观结构的演化。
[0024](2)本技术的力学夹具纵向贯穿左炉膛和右炉膛，使试件处于较为密封的状态，有利于加热元件产生的热量集中作用于试件，避免热量扩散。
[0025](3)本技术的冷水板外接有水源，高温炉在加热前通循环水，用于降低加热过程中炉体表面的温度。
附图说明
[0026]图1为本技术高温炉的结构示意图。
[0027]图2为本技术高温炉的打开状态时的结构示意图。
[0028]图3为本技术高温炉的正视意图。
[0029]图4为本技术高温炉的俯视示意图。
[0030]图5为本技术的热电偶的结构示意图。
[0031]图中：1
‑
底座；101
‑
滑轨；102
‑
滑动导座；103
‑
锁紧螺栓；2
‑
加热元件；301
‑
左炉体；302
‑
右炉体；4
‑
力学夹具通道；5
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温炉，其特征在于，包括：底座(1)、对开炉体以及设置在所述对开炉体中可拆卸连接的加热元件(2)；所述对开炉体包括相互连通并设有试样窗口(10)的左炉体(301)和右炉体(302)，所述左炉体(301)和所述右炉体(302)滑动设置在所述底座(1)上，并且所述左炉体(301)和右炉体(302)分别设置有所述加热元件(2)；所述左炉体(301)和右炉体(302)的闭合处纵向设有力学夹具通道(4)，所述左炉体(301)和右炉体(302)的轴向分别设有与所述力学夹具通道(4)连通的X射线通道(5)。2.根据权利要求1所述的高温炉，其特征在于，所述左炉体(301)和所述右炉体(302)分别设置有左炉膛(601)和右炉膛(602)，所述左炉膛(601)和右炉膛(602)相互连通；所述加热元件(2)设置在相对应的炉膛中，并且所述加热元件(2)的两端分别伸出相对应的炉体；所述X射线通道(5)通过相对应的炉膛与所述力学夹具通道(4)连通。3.根据权利要求2所述的高温炉，其特征在于，所述右炉膛(602)设有凸台(701)，所述左炉膛(601)设有用于嵌设所述凸台(701)的凹槽(702)。4.根据权利要求2所述的高温炉，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，赵天飞，王焕芳，公正，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：新型
国别省市：