[发明专利]一种测定非金属材料扭矩的设备

说明书

技术领域：

本发明属于测定非金属材料力学性能的设备。具体涉及一种测定非金属材料常温或高温扭矩的设备。

背景技术：

非金属材料的常温、高温扭矩性能是非金属材料的一项力学指标。用传统的方法加热材料以测定材料的扭矩值，如使用电炉丝作为发热体，其升温速率慢，测定温度低；如用贵金属做发热体，如铂金丝、铂铑带，价格昂贵，测试温度可以提高，升温速率依然很慢，并且贵金属发热体极易损坏。如用碳化硅棒或硅钼棒做测定材料的加热源，由于发热体结构的原因，加热设备需做的很大。

上述设备由于发热体的原因，只能在氧化气氛下工作，不能在真空或保护性气体气氛下工作，因此由上述发热元件制成的高温扭矩设备限制了设备的使用范围，使许多在高温下易氧化的材料或需要在真空或保护性气体气氛下工作的材料无法测定高温扭矩性能。

发明内容：

本发明旨在解决上述问题，目的是提供一种结构简单、加热装置小、升温速率快、使用温度高、维护工作量少、能在空气气氛下工作同时也能在真空或保护性气体气氛下工作的测定高温扭矩的设备。

为实现上述任务，本发明采用的技术方案是：在水冷密封室的一侧设置有石英玻璃窗，石英玻璃窗的外部设有红外测温仪，红外测温仪的接收端对准待测试样，红外测温仪的输出端与计算机连接，计算机内的控温程序与感应炉的控制端连接，抽真空装置、气源分别与水冷密封室的内部相通。

在水冷密封室箱体的一侧设置有扭矩机，扭矩机的扭矩轴通过水冷密封室的密封圈和水冷密封室内的水冷活动支座与水冷活动夹样座联接；待测试样的两端分别置入水冷活动夹样座和水冷固定夹样座并夹紧，扭矩机的控制端与计算机连接；待测试样的外部同心设置有石墨环，在石墨环外同心套有感应线圈，石墨环与感应线圈的轴向长度相等，感应线圈通过水冷密封室的绝缘垫圈与感应炉的输出端连接。其中：

所述的扭矩机或为机械式电动游码扭矩机、或为电动扭矩机；所述的石墨环的壁厚为2～20mm，在石墨环的环壁中部的一侧开有一直径为10～15mm的圆孔；石墨环的长度为待测试样横截面边长的1～2倍，待测试样的四角与石墨环内壁的间隙为1～5mm；石墨环与感应线圈的间隙为2～10mm。

所述的感应炉或为中频感应炉、或为超音频感应炉，功率为1～100KW，工作电压为380V，升温速率为1～150℃/分，加热温度为室温～2000℃；中频感应炉的工作频率为200～2600HZ；超音频感应炉的工作频率为10～45KHZ。

本发明的使用方法是：非金属材料扭矩的测定或在空气常压常温、或在空气常压高温、或在高温真空，或在高温保护性气氛下进行；测定非金属材料扭矩或在指定温度下测定、或在给定预扭矩并在指定温度下测定、或在给定预扭矩并在指定温度下保温设定的时间后测定。

测定非金属材料扭矩的过程是：先打开水冷密封室，在感应线圈内放入石墨环，在石墨环内装入待测试样，水冷固定夹样座和水冷活动夹样座分别夹紧待测试样；再关闭水冷密封室的水冷密封门，打开冷却水进水管和冷却水出水管；然后启动计算机内的控温程序，接通感应炉和红外测温仪的电源开关，以5～120℃/分的升温速率对待测试样进行加热，红外测温仪监控升温过程，当温度达到指定温度和保温时间时，开启计算机控制的扭矩机测定扭矩，记录并保存测定结果，与计算机连接的显示器显示测定的过程和结果。其中：

保护性气氛的气源16为N₂、Ar、CO₂气体中的一种或一种以上；真空为水冷密封室内的剩余压力小于2500Pa。

由于采用上述技术方案，本发明具有结构简单，加热装置小、升温度速率快、使用温度高、维护工作量少、能在空气气氛下工作同时也能在真空或保护性气体气氛下工作的测定高温扭矩的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中固定夹样座、试样、石墨加热环、感应线圈、活动夹样座的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明

实施例1

一种测定非金属材料扭矩的设备，其结构如图1所示：在水冷密封室3的一侧设置有石英玻璃窗14，石英玻璃窗14的外部设有红外测温仪15，红外测温仪15的接收端对准待测试样5，红外测温仪15的输出端与计算机2连接，计算机2内的控温程序与感应炉7的控制端连接，抽真空装置17、气源16分别与水冷密封室3的内部相通。