[发明专利]一种用于超高温陶瓷的两箱式热冲击实验装置

说明书

本发明公开了一种用于超高温陶瓷的两箱式热冲击实验装置，它包括设置有上加热炉和下加热炉的密封炉，所述密封炉由底座支撑，上加热炉和下加热炉内分别安装有对开式上舱门和对开式下舱门将试件放置区隔离，试件放置区内壁有一固定横挂钼丝，横挂钼丝上均布有批量悬挂钼丝圈，批量悬挂钼丝圈上固定有批量试件，使试件固定在试件放置区内。上述批量试件也可采用可装卸试件保持架固定安置在试件放置区内。本发明的技术效果是：试件表面加热均匀的条件下，进行批量式试验，效率较高，可以有效减少机械冲击，同时可以不同姿势进行试验。可实现试件受两种不同热环境连续或同时热冲击，从而更好地表征材料抗热冲击性能。

技术领域

本发明涉及一种热冲击试验装置，具体涉及一种用于超高温陶瓷的两箱式热冲击实验装置。

背景技术

超高温陶瓷材料(Ultra-high-temperature ceramics，简称UHTCs)一般是指在2000℃以上的高温下使用的一类陶瓷材料，主要指一些过渡金属的硼化物、碳化物和氮化物。

高超声速飞行器是航空航天科技向新的飞行极限进行探索的重要领域。它将对空天一体化的实现产生巨大的推动作用，是航空先进国家近年发展的热门领域。随着空天飞行器机动性和突防能力要求的增加，近年来世界各国都相继开展了高超声速飞行器的研究。而超高温陶瓷材料具有3000℃左右的高熔点，以及高硬度、高导热率、良好的抗氧化性和抗热震性、中等的热膨胀系数等优良的性能，因此非常适合做超声速航天飞行器高温结构材料。但是因陶瓷材料固有的脆性，致使其抗热冲击性能较差，热冲击破坏是造成陶瓷材料破坏的重要原因。因此，研究陶瓷材料的抗热冲击性能就显得十分重要和必要。

中国专利文献CN104483224A于2015年1月14日公开了“一种用于陶瓷材料升温热冲击的试验箱”，该装置包括密封炉和加热炉，加热炉由加热炉底座支撑在密封炉内底面上，密封炉顶部装有气缸，与气缸活塞连接的气缸活动杆伸入密封炉顶部中心孔内连接试件夹持机构，密封炉内顶面装有竖直向下的导向丝，导向丝下端穿过加热炉顶孔系在加热炉内的支架上，支架上面安放有缓冲垫，加热炉顶孔中塞有隔热的碳毯片。该专利申请实现了陶瓷试件的表面加热均匀，能精确地控制热冲击的目标温度。但是其试件夹持机构和导向丝构成的试件导入机构存在以下问题：

1、将试件安装到夹持机构和导向丝上所占的时间比较多，而且一次实验只能夹持一个试件，因此效率比较低。

2、试件进入加热炉内是采用自由落体的方式直接掉到缓冲垫上，不能有效避免较大的机械冲击。

3、试件在环境介质之间，无法控制试件以各种不同姿势切换，从而得到不同姿势对陶瓷材料热冲击的影响。

4、一次只能做一个实验，不能消除环境影响，而脆性材料分散性大，使得表征结果精度较低。

以上问题使试验过程中会出现较大误差，导致实验结果不能很好表征陶瓷材料的抗热冲击性能。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种用于超高温陶瓷的两箱式热冲击实验装置，它能够实施以指定姿态在不同热环境之间切换的试件热冲击试验，且试件在遭受热冲击过程中表面加热均匀，避免试件由于自由落体产生的机械冲击，一次可对多个试件进行批量试验，效率较高。可实现试件受两种不同热环境连续或同时热冲击，从而更好地表征材料抗热冲击性能。

本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，如图1和图3所示，本发明包括设置有上加热炉和下加热炉的密封炉，所述密封炉由底座支撑，上加热炉和下加热炉内分别安装有对开式上舱门和对开式下舱门将试件放置区隔离，试件放置区内壁有一固定横挂钼丝，横挂钼丝上均布有批量悬挂钼丝圈，批量悬挂钼丝圈上固定有批量试件，使试件固定在试件放置区内。上述批量试件也可采用可装卸试件保持架固定安置在试件放置区内。