[发明专利]一种蓄热式氧化锆纤维超高温实验炉

说明书

技术领域

本发明属于超高温实验炉制造技术领域，特别涉及一种模拟超高温物体电磁波反射测试实验炉的制造技术。 

背景技术

高速飞行物体经大气气动摩擦生热至超高温状态，其对入射电磁波的反射波形是探测该物体动向所必须知晓的，除了理论计算还需要一套地面装置反复进行实物模拟测试验证，因此需要有这样一个模拟测试平台：平台暴露在空气中，能根据需要可以在上面频繁放、取片状测试物体，比如吸波材料薄片、涂层薄片等等；平台表面能保持1600℃高温；平台可以标定、垂直平台平面入射电磁波，接收、记录反射电磁波波形等参数，供分析研究。本发明用氧化锆材料制造蓄热式超高温炉，提供符合此类需要的模拟测试平台。 

发明内容

本发明用一种蓄热式氧化锆纤维超高温实验炉，提供模拟高速飞行物体经大气气动摩擦生热到达超高温状态时对入射电磁波的反射状况，用以探测、分析此高温物体动向状况等需要的测试平台。 

测试平台表面要求保持1600℃，则实验炉炉膛内温度必须工作在1800℃以上，属超高温范畴。超高温炉在氧化气氛下工作，保温隔热材料选择钇稳定的氧化锆纤维板。 

实验炉炉口朝上，口子上面置放蓄热的、用钇稳定氧化锆微粉压制的四棱台，四棱台上覆氧化锆纤维制造的方形盖；炉衬用氧化锆纤维制造的隔热板；炉温1800℃，在无任何气体保护的氧化气氛中工作；六支U形发热棒倒U形安装，倒U形发热棒用钇稳定氧化锆空心球压制的圆桶支撑，下方冷端用氧化锆纤维板做底托；电源采用最大17伏可调、300安培的专用电源，发热棒接成三串两并，最大功率5千瓦。炉体外沿、四棱台底边外侧设置一不锈钢反射罩，反射角与四棱台四周的反射角相同。炉膛内和炉盖上各装备一支热电偶，以分别测量和控制炉温、四棱台测试平板的温度。 

四棱台平面作测试用，对准标定尺寸的平板垂直入射电磁波，可测试高温物体对入射电磁波的反射波形等特征参数。 

蓄热体：四棱台，钇稳定氧化锆微粉压制，密度4000～4550kg/m³；上边长16～20厘米，下边长25～29厘米，高4～5厘米，底边与斜面45度。 

炉内衬：钇稳定氧化锆纤维板，密度500～700kg/m³，厚度5～8厘米；氧化锆纤维纯 度：氧化锆+氧化钇＝99.5％，氧化锆纤维直径5～15微米，工作温度1650～2200℃。 

发热棒：康奈尔硅钼棒4～8支，1650～1800℃，倒U安装，每支发热功率800～1200W。 

炉内工作温度：1800℃。 

炉壳：2～4毫米厚SUS304不锈钢板材。 

附图说明

图1是一种蓄热式氧化锆纤维超高温实验炉的结构示意图。1—氧化锆纤维保温罩；2—四棱台蓄热体；3—氧化锆纤维密封垫；4—超高温炉膛；5—不锈钢炉壳。 

图2是超高温炉膛内，发热棒倒置安装在支撑圆桶上的照片。 

具体实施方式

1、蓄热式氧化锆纤维超高温实验炉制造： 

(1)、氧化锆纤维保温罩1，用氧化锆纤维堆叠成长方形，压紧置入SUS304不锈钢罩子，挖出凹形，使之能盖住四棱台蓄热体2。 

(2)、氧化锆四棱台蓄热体2，用作蓄热体的四棱台，用氧化锆微粉振压成型，密度4550kg/m³；上边长18厘米，下边长27厘米，高4.5厘米，底边与斜面45度。 

(3)、氧化锆纤维密封垫3，把氧化锆纤维剪成6厘米的条子，沿炉膛上沿轻轻压平。 

(4)、超高温炉膛4，炉内衬采用氧化锆纤维，短切、真空吸滤成型，1650℃烧结，密度600kg/m³，厚度6厘米；氧化锆纤维纯度：氧化锆+氧化钇＝99.5％，纤维直径7微米，工作温度1650～2200℃。 

发热棒：康奈尔硅钼棒6支，倒置安装，每支发热功率980W。炉内工作温度：1800℃。 

(5)、不锈钢炉壳5，用2毫米厚SUS304不锈钢板材制作。 

2、蓄热式氧化锆纤维超高温实验炉使用： 

蓄热式氧化锆纤维超高温实验炉温度控制采取程序控制方式，升温过程与普通程控箱式电炉基本相同。以每分钟5℃升温5～6小时，当升到目标温度(≤1800℃)后保温半小时，使得蓄热用的整个四棱台2的内外温度均匀并到达目标温度。掀开盖子1即可进行相关测试，若测试时间较短(10～20秒)，则此时可继续通电加热，也可断电；盖上氧化锆纤维盖子继续升温，温度稳定以后掀开盖子继续测试。降温采断电自然降温。