[实用新型]一种陶瓷纤维均匀氧化后剩余拉伸强度测试装置

说明书

本实用新型公开了一种陶瓷纤维均匀氧化后剩余拉伸强度测试装置，氧化性气体充气系统和惰性气体充气系统分别与高温真空炉连通，加热腔体外接水冷循环系统，加热腔体分为A腔和B腔，A腔内设置有发热元件，A腔的扣合面上设置有凸台框A，B腔的扣合面上设置有凸台框B，凸台框A和凸台框B上相对的两个侧边表面均设置有若干个半圆槽，氧化试样的两端分别卡入凸台框上位于同一条直线上的两个半圆槽中，凸台框A的外围设置有试样固定装置，加热腔体置于高温真空炉内，且A腔的外壁和B腔的外壁分别通过推拉杆与高温真空炉的相对的两个内壁相接，B腔的外壁通过连接推拉杆连接位于高温真空炉外壁的摇杆。本实用新型的测试装置结构简单，可靠性强。

技术领域

本发明属于材料测试装置技术领域，特别涉及一种陶瓷纤维均匀氧化后剩余拉伸强度测试装置。

背景技术

碳化硅（SiC）纤维因其强度高、模量高、密度低以及优良的耐高温性，常应用于各种先进复合材料中的增强相，已在先进武器装备、航空航天、原子核能等领域显示出优越性。在SiC纤维增强复合材料中,主要载荷由增强相SiC纤维承担,其强度直接决定复合材料构件的强度。由于SiC纤维增强复合材料常服役于高温氧化环境，氧气在高温下与SiC纤维发生反应导致强度严重下降，从而危机复合材料构件的安全性和可靠性。因此,对SiC纤维在高温氧化环境下氧化后的剩余强度做出准确的测试显得尤为重要。

准确的测量SiC纤维氧化后的剩余强度的前提是创造出一个可以使得同一批次纤维在相同温度、相同氧化气氛下氧化相同时间的试验环境，目的是使得该批次纤维可以均匀氧化。然后对均匀氧化的SiC纤维进行强度测试，获取纤维在一定温度、氧化气氛下均匀氧化一定时间后的剩余强度。

现有技术中，专利CN107084922A“碳化硅纤维高温水氧环境模拟方法”提供一种SiC纤维单丝高温水氧环境模拟方法，但该方法将纤维放置于高温管式炉中，纤维的一面会与管式炉内壁接触，在氧化过程中，纤维与炉壁接触的一面相比于未接触的一面接触到的氧气较少，因此纤维会发生非均匀氧化。

文献《Wilson M , Opila E . A Review of SiC Fiber Oxidation with a NewStudy of Hi-Nicalon SiC Fiber Oxidation[J]. Advanced Engineering Materials,2016.》提供一种SiC纤维束氧化方法，该方法将纤维束悬挂于高温管式炉内，避免了纤维与炉壁的接触，但由于纤维束内部的纤维与外部的纤维所接触到的氧气浓度不同，从而使得纤维束中的纤维发生非均匀氧化，即外部纤维相对于内部纤维氧化程度更剧烈。SiC纤维的非均匀氧化会造成SiC纤维剩余拉伸强度的分散性加大，很难有效评估氧化对纤维剩余强度的影响。

文献《Zhang S, Gao X, Dong H, et al. In situ modulus and strength ofcarbon fibers in C/SiC composites[J]. Ceramics International, 2017, 43(9):6885-6890.》提供一种碳纤维热处理后拉伸强度测试方法，但该方法是对纤维束进行高温无氧处理，纤维不会氧化。因此，该方法不能用于测试SiC纤维均匀氧化后的剩余拉伸强度。

因此，有必要提供一种可以使得同一批次SiC纤维均匀氧化后剩余拉伸强度测试方法，实现快速、简单、可靠的测试。

发明内容

本发明是为了解决现有测试装置无法满足多根纤维同时均匀氧化而设计的,本发明的目的是提供低成本的，操作简单方便且能够满足SiC纤维均匀氧化后剩余拉伸强度测试装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：