[实用新型]一种飞行器小试样X射线层析成像原位测试装置

说明书

一种小试样X射线层析成像原位测试装置，以同步辐射X射线层析成像系统和工业CT为基础，通过设计高温盐浴环境室、加热冷凝系统和试样加载装夹系统，实现了应力、温度、高盐度耦合环境作用下小试样三维原位动态表征测量，同时由于同步辐射X射线层析成像大科学装置具有微米至纳米量级的空间分辨率。

技术领域

本实用新型涉及可靠性试验测试技术，特别是一种飞行器小试样X射线层析成像原位测试装置。

背景技术

运载火箭、军用卫星、各型导弹等飞行器已应用大量微型智能器件，在研制、生产、服役过程中其质量检测、故障分析、精准修复等对高精度三维无损检测技术提出了很高的要求，同时在应力、温度、高盐度等环境耦合作用下微型智能器件会出现局部锈蚀、裂纹萌生等环境敏感失效现象，亟需一种可用于多环境条件下的高精度无损检测技术和仪器设备。另一方面，复杂海况、临近空间等极端环境条件下飞行器构件材料如铝合金、不锈钢、高强钢、复合材料等易发生失效断裂，如应力腐蚀、氢脆、疲劳等，而这些失效断裂的微观机制特别是三维原位动态过程尚不清楚，从微尺度原位解析工程材料的失效机理也需要一种原位测试技术。目前，X射线层析成像原位表征技术已应用于室温单轴拉伸、高温熔铸等领域，所采用的实验测试系统包括基于同步辐射X射线层析成像大科学装置或工业CT的微型拉伸机、视窗高温炉等，但还难以实现应力、温度、高盐度耦合环境作用下飞行器小试样三维原位表征测量。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种可在应力、温度、高盐度耦合环境作用下小型金属与非金属试样三维原位动态测试和飞行器微型智能器件缺陷高精度测量的技术，解决现有小试样原位测试系统不能在高温应力熔盐耦合环境作用下三维成像及结构复杂、操作不便的不足。

以同步辐射X射线层析成像系统和工业CT为基础，通过设计高温盐浴环境室、加热冷凝系统和试样加载装夹系统，实现了应力、温度、高盐度耦合环境作用下小试样三维原位动态表征测量，同时由于同步辐射X射线层析成像大科学装置具有微米至纳米量级的空间分辨率，本专利所述测试技术能够实现对飞行器微型智能器件缺陷高精度检测和故障精准分析定位。

该装置所采用的技术方案是：飞行器小试样X射线层析成像原位测试装置包括与同步辐射X射线层析成像大科学装置或工业CT旋转台通过紧固螺栓相连的加载系统、控温系统、冷凝系统、样品装夹系统和盐浴环境室。

所述加载系统由固定板、固定杆、弹簧、螺母和施力杆组成，其中上施力杆由螺纹部分和光滑部分组成，螺纹部分与螺母连接，通过旋扭螺母压缩弹簧使上施力杆产生向上的拉力，光滑部分与固定杆相连，以避免旋扭螺母时施力杆发生转动，而下施力杆与固定板连接，起固定作用；

所述控温系统由电阻加热线圈、温度控制器和温度计组成，通过温度控制器预设实验温度以控制与220V市电连接的电阻加热线圈，使温度保持在实验设定值，其中温度计起校准作用；

所述冷凝系统由冷凝管、进水管和出水管组成，位于冷凝管下方的进水管与室温自来水水龙头相连，位于冷凝管上方的出水管与实验室排水系统相连，以保证室温自来水使高温蒸发的盐浴蒸汽冷凝回流至盐浴溶液；

所述样品装夹系统由施力杆和小试样样品组成，其中施力杆与小试样样品通过螺纹紧固连接；

所述盐浴环境室由圆形环境腔和橡胶塞组成，其中圆形环境腔由耐高温玻璃制成，而圆形环境腔与施力杆、温度计之间的缝隙由橡胶塞密封。

与现有技术相比，本申请具有如下显著进步：