[发明专利]用于高温显微镜和耐火度测试的大管径高温石墨加热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高温显微镜和耐火度测试的大管径高温石墨加热装置，更特别的，本发明涉及的大管径高温加热装置不仅用于材料软化点等特征温度测试，还可用于材料耐火度测试。

背景技术

高温显微镜，也叫高温物性仪，与常温显微镜不同，它可以在加热与冷却过程中观察试样组织变化的动态过程，通过直接观察试样组织变化的各种现象可以揭示材料的相变及动力学过程。高温显微镜主要用于测量玻璃、陶瓷、耐火材料、保护渣、炉渣、煤灰的烧结、软化、融化、流动性以及润湿性等高温物理性能，定量测量高温熔体材料的特征温度（例如烧结温度、烧成温度、软化点、球化、半球化和熔融等）及在固体表面的润湿角等。

现有技术中，大部分真空气氛管式炉都是如专利文献1所述，以石英材料为炉管，通过硅钼丝等进行加热，最高加热温度为1600℃，无法再达到更高温度。专利文献2和专利文献3所公开的石墨真空气氛管式炉，温度可达2400℃和3000℃，但是由于管径小，无法满足耐火度测试要求。

现有技术：

专利文献：

专利文献1：中国专利公开CN 204165388U；

专利文献2：中国专利公开CN 103673610A；

专利文献3：中国专利公开CN 85202601。

发明内容

鉴于以上存在的问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种新型的用于高温显微镜和耐火度测试的大管径高温石墨加热装置，可提供室温至2000℃的温度测试范围。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种用于高温显微镜和耐火度测试的大管径高温石墨加热装置，包括：石墨管式真空气氛加热炉、分别设于所述加热炉的两端侧的石英观察窗、以及插入于所述加热炉内的石墨样品支架；所述加热炉形成为复合多层结构，所述石墨样品支架与一侧的所述石英观察窗相连。

本发明的大管径高温石墨加热装置可实现最高30℃/min升温速率，具有设计结构简单、操作方便、升温速率快等特点，并能实现材料耐火度测量。具体而言，采用本发明的大管径高温石墨加热装置的优点在于：

（1）升温速率范围为0～30℃/min；

（2）在1000℃～2000℃范围内可提供均温区长度为30mm～90mm，加热功率为0.8～5kW。

又，在本发明中，也可以是，所述加热炉的外层为不锈钢外壁，中间层为石墨毡保温层，内层为石墨加热器；优选地，所述加热炉的内层还包括套设于所述石墨加热器外的氧化铝保护套。

根据本发明，加热炉形成为复合层，石墨加热器外套设氧化铝保护套的作用是在石墨加热器与石墨毡保温层之间起绝缘作用。

又，在本发明中，也可以是，所述不锈钢外壁形成为内外双层结构，所述不锈钢外壁的外层设有冷却水进口和冷却水出口，所述不锈钢外壁的内外层之间为冷却循环水。

根据本发明，不锈钢外壁的内外层之间流通冷却循环水，由此可防止加热过程中炉体外壁过热，提高设备操作过程安全性，并防止炉体外壳水冷套与炉体端面水冷套间橡胶密封圈因受热失效。

又，在本发明中，也可以是，所述石墨加热器形成为两端为与铜电极相连的夹持段，中间为螺旋结构；优选地，所述石墨加热器的两端通过氧化铝支撑盘与所述不锈钢外壁连接。

根据本发明，石墨加热器的位于中间的螺旋结构形成为加热段，螺旋结构的作用是提高石墨加热器电阻，并提高设备均温区长度。另外，石墨加热器的两端通过氧化铝支撑盘与不锈钢外壁连接，以此可将该石墨加热器固定于加热炉中。

又，在本发明中，也可以是，所述石英观察窗的管壁形成为内外双层结构，所述石英观察窗的管壁的外层设有冷却水进口和冷却水出口，所述管壁的内外层之间为冷却循环水。

根据本发明，石英观察窗的管壁的内外层之间流通冷却循环水，由此可防止加热过程中石英玻璃窗外壁过热，提高设备操作过程安全性，并防止石英观察窗、炉体端面水冷套以及石英玻璃两两间橡胶密封圈因受热失效。

又，在本发明中，也可以是，所述一侧的石英观察窗的管壁设有保护气进气口、压力传感器接口，所述一侧的石英观察窗的内壁为螺纹结构；另一侧的石英观察窗的管壁设有真空泵接口、泄压阀接口以及热电偶插口。

根据本发明，保护气进气口可通过软管与高压气瓶链接，压力传感器接口可通过真空卡箍与电阻硅压力传感器链接，真空泵接口可通过不锈钢波纹管与真空泵链接，泄压阀接口可通过真空卡箍与泄压阀链接。

又，在本发明中，也可以是，所述石墨样品支架包括与一侧的所述石英观察窗相连的石墨管架和设于所述石墨管架的梢端处的石墨样品台。