[发明专利]一种便携式同步辐射状态原位成像实验凝固装置

说明书

本发明公开了一种便携式同步辐射状态原位成像实验凝固装置，包括加热炉，水泵，温控装置，加热炉上设有密封盖，密封盖上设有进光口，密封盖内设有水冷单元Ⅰ；在加热炉内均设有水冷单元Ⅱ和加热单元；在加热炉内设有实验腔，加热炉的侧壁上进气口、出气口、出光口，进光口和出光口位于同一直线并均与实验腔垂直相通，且在进光口和出光口处均设有透光密封膜；实验腔内设有温度检测组件和样品夹持组件；温度检测组件与温控装置连接。本发明装置轻便，便于携带；在实验腔内部设有内部加热丝、热电偶和循环水冷系统，便于操作对样品熔化和凝固温度的准确掌控；本发明设有进气口、出气口，可充入保护气体，防止样品在加热过程氧化。

技术领域

本发明属于实验教学设备技术领域，具体涉及一种便携式同步辐射状态原位成像实验凝固装置。

背景技术

凝固微观组织是连接合金成分与性能的桥梁，准确认识和把握合金凝固微观组织的形成机理、主导因素与控制途径，有利于精确控制和设计材料组织结构以提高材料的综合性能，对合金性能的提升具有重要的工程指导意义。由于合金凝固组织的不透明性、微纳米性及凝固常常发生在高温环境，传统的表征技术并不能对整个凝固过程进行动态、完整、实时的观测。但是同步辐射原位成像技术的出现，使得原位观察金属凝固的动态演化成为可能。但是同步辐射原位观测过程涉及合金的实时熔化与凝固，在大多实验过程由于密封不足导致样品在加热过程发生氧化和温度控制不精确等问题严重影响合金微观组织演化的观测。

发明内容

针对上述现有技术中描述的不足，本发明提供一种便携式同步辐射状态原位成像实验凝固装置，相比现有技术安全性更高，更轻便，温度控制更精确，密封效果更好，同步辐射观测效果更好。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种便携式同步辐射状态原位成像实验凝固装置，包括加热炉，水泵，温控装置，加热炉上部设有密封盖并由密封盖通过螺栓密封，便于样品的固定和更换；且密封盖上设有进光口，密封盖内设有水冷单元Ⅰ。

所述水冷单元Ⅰ，包括水冷管道Ⅰ、进水口Ⅰ、出水口Ⅰ，水冷管道Ⅰ嵌设在密封盖内，进水口Ⅰ、出水口Ⅰ均露出密封盖，进水口Ⅰ与水泵的出水口连通，出水口Ⅰ通过导管与水冷单元Ⅱ的进水口Ⅱ连通。

在加热炉内均设有水冷单元Ⅱ和加热单元，水冷单元Ⅱ和加热单元与水冷单元Ⅰ共同组成调温组件；且水冷单元Ⅰ与水泵连通，水冷单元Ⅰ与水冷单元Ⅱ连通。

所述水冷单元Ⅱ，包括水冷管道Ⅱ、进水口Ⅱ、出水口Ⅱ；水冷管道Ⅱ嵌设在加热炉内，出水口Ⅱ与水泵的进水口连通，使水冷单元Ⅰ、水冷单元Ⅱ和水泵构成循环水冷系统，实现对实验腔的降温。

所述加热单元，包括加热丝，加热丝呈X状布设在实验腔内壁，给实验腔加热，使样品熔化，设置成X形状组合也是为了使样品受热更加均匀。

在加热炉内设有实验腔，加热炉的侧壁上进气口、出气口、出光口，进光口和出光口位于同一直线并均与实验腔垂直相通，且在进光口和出光口处均设有透光密封膜。

实验腔内设有温度检测组件和样品夹持组件；样品设在样品夹持组件上，温度检测组件检测样品的温度并传输到温控装置上，温控装置显示温度并与加热单元连接。所述温控装置包括温度调节器和电脑。

所述温度检测组件，包括热电偶，热电偶贴附在固定式样品夹片和拆卸式样品夹片上，并通过加热炉内设置的引线柱引出至温控装置中，可以在样品上下两面进行均匀分布，提高检测准确度。

所述样品夹持组件，包括样品台、固定式样品夹片、拆卸式样品夹片、样品台支撑架；样品台上设有固定式样品夹片和拆卸式样品夹片；样品通过固定式样品夹片和拆卸式样品夹片竖直夹放在样品台上，样品台由样品台支撑架支撑。

为了稳定加热炉，所述加热炉的炉体与支撑架连接。

一种同步辐射原位成像实验凝固装置的使用方法，步骤如下：