[发明专利]一种组合式高温压缩夹具

说明书

本发明涉及一种组合式高温压缩夹具，包括对称设置的上下压缩夹具；上压缩夹具从上至下包括依次同轴连接的上连杆、上压杆和上压头，上连杆和上压杆的内部开设有供使上连杆和上压杆连接的第一连接螺钉穿过的通孔；下压缩夹具从下至上包括依次同轴连接的下连杆、下压杆和下压头，下连杆和下压杆的内部开设有供使下连杆和下压杆连接的第二连接螺钉穿过的通孔；上下压头用于夹持待测试样；上下连杆和第一、第二连接螺钉采用金属材料制成，上下压杆和上下压头采用碳碳或碳陶材料制成。本发明利用紧凑的结构实现了压杆与连杆间的刚性连接，便于安装在2500℃以上辐射加热真空/惰性气氛高温炉中，可用于100kN以上载荷、短柱试样的压缩强度测试。

技术领域

本发明属于实验力学高温测试技术领域，尤其涉及一种组合式高温压缩夹具。

背景技术

随着高超声速飞行器的发展，其服役状态下的极端环境对材料的耐高温性能提出了更高的要求，其局部更需承受高达2500℃以上的高温，因此迫切发展新型耐高温材料，目前已发展出纤维增强陶瓷基复合材料、超高温陶瓷和难熔金属等新型材料。而这些材料的研制、试验和应用都依赖于精确和完善的材料高温力学性能数据，其中高温压缩强度是这类耐高温材料最基础和最重要的使用性能参数之一。因此，为支撑高温/超高材料研制与应用，亟需发展材料超高温力学压缩性能测试表征技术。

目前2500℃以上的高温压缩强度测试，只能在真空/惰性气氛高温炉中进行，典型试样为尺寸为10×10×25mm的方形短柱试样。传统的高温压缩夹具分为主动冷却夹具和无冷却夹具。由于钨合金和钼合金这类高温性能优良的金属材料难以加工和焊接出带有冷却液回路的密封腔体，因此主动冷却夹具一般只能采用奥氏体不锈钢这类加工和焊接工艺成熟的材料制作，而不锈钢材料的软化温度点较低，因此，为维持自身的冷态，主动冷却夹具必须加大冷却液流量，且要求周围环境温度不能过高，一般不超过1000℃。因此，主动冷却式金属夹具目前只适用于安装在通电加热或感应加热这类直接加热试样的真空/惰性气氛高温炉中，但对试样通电或感应加热，必须要求试样材料导电或导磁，这就大大限制了测试材料的种类。

辐射式加热真空/惰性气氛高温炉对测试材料的导电和导磁性能没有限制，适用于任意材料，因此应用最为广泛。然而，目前已公开报道的高温压缩夹具均无法满足应用于2500℃以上辐射加热真空/惰性气氛高温炉中、100kN以上载荷、短柱试样的压缩强度测试。

因此，为加快耐高温材料高温压缩性能的基础性研究，亟需设计一种新型的高温压缩夹具，以实现以上测试需求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种组合式高温压缩夹具。本发明中的高温压缩夹具利用紧凑合理的结构实现了碳碳压杆或碳陶压杆和金属连杆之间的刚性连接，便于安装在空间狭小的2500℃以上辐射加热真空/惰性气氛高温炉中，可用于100kN以上载荷、短柱试样的压缩强度测试。

为了实现上述目的，本发明提供了一种组合式高温压缩夹具，包括对称设置的上压缩夹具和下压缩夹具；所述上压缩夹具从上至下包括依次同轴连接的上连杆、上压杆和上压头，所述上连杆和所述上压杆的内部沿轴向方向开设有用于供第一连接螺钉穿过的通孔，所述上连杆和所述上压杆之间通过所述第一连接螺钉连接；所述下压缩夹具从下至上包括依次同轴连接的下连杆、下压杆和下压头，所述下连杆和所述下压杆的内部沿轴向方向开设有用于供第二连接螺钉穿过的通孔，所述下连杆和所述下压杆之间通过所述第二连接螺钉连接；所述上压头和所述下压头用于夹持待测试样；所述上连杆、所述下连杆、所述第一连接螺钉和所述第二连接螺钉采用金属材料制成，所述上压杆、所述下压杆、所述上压头和所述下压头采用碳碳或碳陶材料制成。

优选地，所述上连杆、所述下连杆、所述第一连接螺钉和所述第二连接螺钉采用钨合金或钼合金制成。