[实用新型]碳化硅基复合材料三温段水氧耦合腐蚀装置

说明书

本实用新型公开了一种碳化硅基复合材料三温段水氧耦合腐蚀性能测试装置，包括进气系统、炉体加热系统、排气系统和坩埚，进气系统与炉体加热系统连接，炉体加热系统与排气系统连接，试样放在坩埚并移动坩埚至炉体加热系统中心位置，炉体加热系统包括炉体外壳、刚玉管、加热单元和隔热单元，刚玉管有三件且均匀放置在炉体外壳内，加热保温带与进气管的一端连接，进气管的另一端与刚玉管连接，隔热单元使加热单元成为三个独立的加热系统。本实用新型的有益效果是：实现三个样品在三个不同温度段同时进行水氧腐蚀测试，节约时间和成本，对三件刚玉管物理隔离，消除了加热时水氧腐蚀过程中不同样品在温度、水氧气氛的相互干扰。

技术领域

本发明属于性能测试领域，主要涉及一种碳化硅基复合材料三温度段水氧腐蚀性能测试的装置。

背景技术

随着陶瓷基复合材料的发展，以碳化硅基为代表的高温复合材料高比强度、高比模量等优异的力学性能和良好的抗氧化、低密度等特点，成为航空发动机领域的热端部件制造用材料的首选。在航空发动机燃气环境中，由于碳氢燃料的燃烧使燃气中必然产生一定量水蒸气(约10%)，水蒸气会使碳化硅的氧化速率增加几个数量级，导致复合材料的性能迅速下降，通常称为水氧耦合腐蚀。因此，在性能测试方面，模拟航空发动机环境进行的水氧腐蚀性能是碳化硅基复合材料表征的一项重要指标，但是目前的水氧腐蚀装置只能实现单一温度下水氧腐蚀性能的测试。由于水氧腐蚀试验耗时可能上千小时，单个温度段测量既耗时又耗成本，需要研发可以多温度段同时处理多个样品的装置，这样既省时又省成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的耗时耗成本的缺点，提供一种既省时又省成本的碳化硅基复合材料三温度段水氧腐蚀性能测试的装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种碳化硅基复合材料三温段水氧耦合腐蚀性能测试装置，包括进气系统、炉体加热系统、排气系统和坩埚，进气系统与炉体加热系统连接，炉体加热系统与排气系统连接，试样放在坩埚并移动坩埚至炉体加热系统中心位置，其特征在于：所述进气系统包括氧气罐、气体控制装置、水蒸气发生器和加热保温带，氧气罐与气体控制装置连接，气体控制装置与水蒸气发生器连接，水蒸气发生器通过加热保温带与炉体加热系统连接；

所述炉体加热系统包括炉体外壳、刚玉管、加热单元和隔热单元，所述刚玉管、加热单元和隔热单元置于炉体内，所述刚玉管有三件且均匀放置在炉体外壳内，所述加热保温带与进气管的一端连接，进气管的另一端与刚玉管连接，所述加热单元均匀分布在刚玉管周围，所述隔热单元使加热单元成为三个独立的加热系统；

所述排气系统为收集装置，收集装置与炉体加热系统的排气管连接。

优选的，所述的气体控制装置包括气体压力调节阀和流量计，氧气从氧气罐出来依次通过气体压力调节阀和流量计进入水蒸气发生器。

优选的，所述的水蒸气发生器内有一个温度计，所述温度计底部置于液面下。

优选的，进气管和炉体加热系统之间有密封法兰，排气管与炉体加热系统之间有密封法兰，所述密封法兰可拆卸。

优选的，所述的水蒸气发生器放置在水浴锅内，通过水浴锅对水蒸气发生器加热制造水蒸气，所述水蒸气发生器顶部密封。

优选的，所述的水蒸气发生器里面的水是去离子水。

优选的，所述的加热单元是硅钼棒加热体，所述隔热单元是采用硅化物纤维成型制造的耐高温隔热棉。

本发明具有以下优点：1、可以实现三个样品在三个不同温度段同时进行水氧腐蚀测试，节约时间和成本；

2、硅化物纤维成型制造的耐高温隔热棉将三个刚玉管物理隔离，消除了加热时水氧腐蚀过程中不同样品在温度、水氧气氛的相互干扰。

3、水蒸气和氧气压力和体积比可控可调，可以模拟复杂航空发动机环境对材料进行考核。