【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镁合金燃烧的模拟装置及操作方法，具体涉及一种镁合金燃烧时氧化膜破裂的模拟装置及操作方法，本专利技术属于材料科学领域。
技术介绍
1、镁合金由于其轻质、高强度的特性被广泛应用于航空航天、汽车和其他领域。然而，在高温条件下，镁合金会生成致密的氧化膜。在加热至熔点时，氧化膜发生膨胀，最终破裂并引发燃烧反应。目前，对于此类剧烈反应的观察方法相当有限，传统装置无法有效模拟氧化膜破裂的情形，严重制约了对镁合金燃烧行为的深入理解。因此，急需一种可模拟镁合金在熔化后氧化膜破裂的实验装置。这一设备需能够还原镁合金燃烧的实际过程，并在受控环境中进行研究和记录。通过模拟氧化膜破裂的实验，可以深入研究镁合金燃烧过程中的关键参数，诸如氧化膜厚度、燃烧速率以及产生的气体类型和数量等，从而推动对镁合金燃烧机理的深入认识。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决传统装置无法有效模拟氧化膜破裂的情形，严重制约了对镁合金燃烧行为的深入理解的问题。本专利技术提供一种镁合金燃烧时氧化膜破裂的模拟装置及操作方法。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种镁合金燃烧时氧化膜破裂的模拟装置，它包括电阻炉、坩埚、支撑壳体、耐高温陶瓷管、气体干燥过滤器、气泵空压机、底板和耐高温陶瓷垫片；耐高温陶瓷垫片放置在电阻炉下方，坩埚安装在电阻炉内，底板安装在坩埚的中部并将坩埚分为上腔和下腔，支撑壳体设置在坩埚的下腔内，耐高温陶瓷管插装在耐高温陶瓷垫片和坩埚的底部上，耐高温陶瓷管的底端通过气体干燥过滤
4、进一步地，它还包括气压表、气管和气体流量表；气体干燥过滤器、气压表和气体流量表均安装在气管上，且气管的一端与耐高温陶瓷管底端连通，气管的另一端与气泵空压机出气端连通。
5、进一步地，支撑壳体上设有多个氧化铝陶瓷管。
6、进一步地，它还包括铁质拉环，铁质拉环伸入到坩埚的上腔内。
7、进一步地，坩埚为模具钢坩埚，支撑壳体为铁制支撑架，底板为钢制底板。
8、一种镁合金燃烧时氧化膜破裂的模拟装置的操作方法，所述方法是按照以下步骤实现的：
9、步骤一：将样品置于电阻炉内，打开电阻炉，设定并控制温度至800℃；
10、步骤二：将气泵空压机调整至0.8mpa压力；
11、步骤三：等待镁合金完全熔化为镁熔液，抽取铁质拉环和底板，使镁熔液倒入坩埚中；
12、步骤四：打开气泵空压机，使气体经过干燥过滤器进行干燥后进入耐高温陶瓷管内；
13、步骤五：气体在支撑壳体的内使气体混合均匀，通过氧化铝陶瓷管分别向镁合金熔液中充气，形成大小不一的气泡；
14、步骤六：关闭电阻炉停止加热过程，使形成的镁合金气泡膜缓慢冷却至室温。
15、进一步地，步骤四中气泵空压机的气体依次通过气管上的气体流量表、气压表和干燥过滤器后进入耐高温陶瓷管内。
16、进一步地，通过气泵空压机调节气体输出压力为0.1-0.4mpa。
17、进一步地，气泵空压机调节气体流速为10l/min。
18、进一步地，支撑壳体为密闭的壳体，密闭的壳体上设置多个氧化铝陶瓷管。
19、本专利技术与现有技术相比具有以下效果：
20、1、本专利技术的模拟装置主要用于模拟镁合金在高温条件下氧化膜破裂的情形，以进行相关实验和观察。该装置设计精巧，包含多项配件，能够模拟出复杂的燃烧环境，为研究镁合金氧化膜破裂过程提供关键支持。
21、2、本申请通过模拟镁合金在高温条件下的燃烧过程，可以更好地了解镁合金材料的燃烧机理。这将有助于开发出更安全、更可靠的应用方式，并促进对燃烧行为背后机制的深入理解。本申请的专利技术可能会使新型耐高温材料和镁合金阻燃系统的优化，从而提高航空航天等领域的安全性。通过了解氧化膜形成和破裂的机理，可以改善相关材料和设备，使其能够更有效地抵御高温条件下的挑战。
22、3、本申请有助于揭示镁合金燃烧的微观机理，为材料设计和安全评估提供更为可靠的依据。同时，从工程应用的角度来看，了解氧化膜破裂和燃烧过程的详细机理，有助于改善生产工艺，减少事故风险，提高生产效率。
23、4、镁合金液体表面在大气环境中会迅速形成一层氧化膜。这种氧化膜通常有助于保护镁合金内部免受进一步氧化的影响。然而，当氧化膜受到损伤或出现微小裂纹时，大气中的氧气能够渗透并与镁发生剧烈反应，促使氧化反应快速进行。氧化膜的破裂对起燃过程至关重要。存在微小缺陷、孔洞或裂纹的氧化膜能够提供氧气进入镁合金内部的途径。随着外部条件的变化，比如高温或机械作用，这些缺陷使得氧气侵入并迅速和镁发生反应，进而引发燃烧过程。为了探索镁合金起燃机制，通过模拟实验来深入理解氧化膜破裂对镁合金起燃的影响。通过设备模拟氧化膜破裂情况，可以更好地掌握镁合金燃烧的起初阶段，以期望寻找可能的预防方法。综上所述，了解氧化膜破裂对镁合金燃烧的影响是确保安全使用镁合金及相关产品的关键一步。
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1.一种镁合金燃烧时氧化膜破裂的模拟装置，其特征在于：它包括电阻炉(1)、坩埚(2)、支撑壳体(6)、耐高温陶瓷管(7)、气体干燥过滤器(8)、气泵空压机(12)、底板(13)和耐高温陶瓷垫片(14)；耐高温陶瓷垫片(14)放置在电阻炉(1)下方，坩埚(2)安装在电阻炉(1)内，底板(13)安装在坩埚(2)的中部并将坩埚(2)分为上腔和下腔，支撑壳体(6)设置在坩埚(2)的下腔内，耐高温陶瓷管(7)插装在耐高温陶瓷垫片(14)和坩埚(2)的底部上，耐高温陶瓷管(7)的底端通过气体干燥过滤器(8)与气泵空压机(12)连通。
2.根据权利要求1所述一种镁合金燃烧时氧化膜破裂的模拟装置，其特征在于：它还包括气压表(9)、气管(10)和气体流量表(11)；气体干燥过滤器(8)、气压表(9)和气体流量表(11)均安装在气管(10)上，且气管(10)的一端与耐高温陶瓷管(7)底端连通，气管(10)的另一端与气泵空压机(12)出气端连通。
3.根据权利要求1所述一种镁合金燃烧时氧化膜破裂的模拟装置，其特征在于：支撑壳体(6)上设有多个氧化铝陶瓷管(5)。
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5.根据权利要求1所述一种镁合金燃烧时氧化膜破裂的模拟装置，其特征在于：坩埚(2)为模具钢坩埚，支撑壳体(6)为铁制支撑架，底板(13)为钢制底板。
6.利用权利要求1-5中任意一项所述一种镁合金燃烧时氧化膜破裂的模拟装置的操作方法，其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：
7.根据权利要求6所述一种镁合金燃烧时氧化膜破裂的模拟装置的操作方法，其特征在于：步骤四中气泵空压机(12)的气体依次通过气管(10)上的气体流量表(11)、气压表(9)和干燥过滤器(8)后进入耐高温陶瓷管(7)内。
8.根据权利要求7所述一种镁合金燃烧时氧化膜破裂的模拟装置的操作方法，其特征在于：通过气泵空压机(12)调节气体输出压力为0.1-0.4Mpa。
9.根据权利要求7所述一种镁合金燃烧时氧化膜破裂的模拟装置的操作方法，其特征在于：气泵空压机(12)调节气体流速为10L/min。
10.根据权利要求6所述一种镁合金燃烧时氧化膜破裂的模拟装置的操作方法，其特征在于：支撑壳体(6)为密闭的壳体，密闭的壳体上设置多个氧化铝陶瓷管(5)。
...【技术特征摘要】
1.一种镁合金燃烧时氧化膜破裂的模拟装置，其特征在于：它包括电阻炉(1)、坩埚(2)、支撑壳体(6)、耐高温陶瓷管(7)、气体干燥过滤器(8)、气泵空压机(12)、底板(13)和耐高温陶瓷垫片(14)；耐高温陶瓷垫片(14)放置在电阻炉(1)下方，坩埚(2)安装在电阻炉(1)内，底板(13)安装在坩埚(2)的中部并将坩埚(2)分为上腔和下腔，支撑壳体(6)设置在坩埚(2)的下腔内，耐高温陶瓷管(7)插装在耐高温陶瓷垫片(14)和坩埚(2)的底部上，耐高温陶瓷管(7)的底端通过气体干燥过滤器(8)与气泵空压机(12)连通。
2.根据权利要求1所述一种镁合金燃烧时氧化膜破裂的模拟装置，其特征在于：它还包括气压表(9)、气管(10)和气体流量表(11)；气体干燥过滤器(8)、气压表(9)和气体流量表(11)均安装在气管(10)上，且气管(10)的一端与耐高温陶瓷管(7)底端连通，气管(10)的另一端与气泵空压机(12)出气端连通。
3.根据权利要求1所述一种镁合金燃烧时氧化膜破裂的模拟装置，其特征在于：支撑壳体(6)上设有多个氧化铝陶瓷管(5)。
4.根据权利要求1所述一种镁合金燃烧时氧化膜破裂的模拟装置，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙剑飞，奉隆彪，沈红先，曹福洋，张伦勇，宁志良，黄永江，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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