[实用新型]一种可实时调控温度与气氛的材料改性装置

说明书

本实用新型公开了一种可实时调控温度与气氛的材料改性装置，包括气体发生装置、多温区加热密闭装置和气体收集装置，其中气体发生装置包括具有密封盖的气体湿度调节密闭腔和气体混合密闭腔、气体管道系统、流量调节系统、基座；气体湿度调控密闭腔和气体混合密闭腔通过各级气体管道连接，气体管道上设置有气体流量计、湿度检测器及流量调节阀；上述各装置通过螺钉或粘结的方式固定在基座上；温度控制密闭装置为一配备了气压表和流量阀的密闭管式炉；该装置具备改性气体湿度及组分比例可实时调控，改性温区多且温度均匀性高，易拆卸，安全性能高，制造成本低且操作简单等优点。

技术领域

本实用新型属于材料表面改性处理技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种可实时调控温度与气氛的材料改性装置。

背景技术

在材料科学研究领域，在对金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的研究过程中，经常需要在不同温度和湿度环境下对材料表面进行改性处理，从而改变材料表面机械化学性能，为研制新材料提供重要的理论指导及技术基础。目前，大量国外学者在研发新材料以及测试材料性能时，通常会在不同气氛以及温度制度下，利用不同组分的混合气体对材料表面进行改性处理。现有的在针对不同材料改性处理的具体实施方案上，国内外学者尚无可靠统一的装置平台，在对气氛以及不同温度制度下对材料的改性处理时，使用的改性仪器以及改性方案各不相同。在具体的改性实验中，不同的实验室会根据自己的实验需要搭建一套改性装置，这不但会浪费大量的科研时间，同时也会使实验数据具有很大的不确定性，这将对材料科学的研究过程产生重大干扰。

目前，对材料改性实验中改性气体组分的定量控制较难实现。在材料改性实验中，通常会在单一气氛或多种混合气体气氛下对材料进行改性处理，在此过程中存在两个难以克服的缺点，由于未安装相关控制气体发生速率和气体湿度的检测装置，一是气体发生装置中气体的发生速率无法定量给出，二是各气体组分难以定量给出，这样制备出的材料表面的改性程度无法和混合气体的组分相互对应。可以看出，目前国内外材料改性装置对改性气氛中湿度的控制也不尽完善，无法对改性气体实现精确的组分控制及湿度制度的阶梯式变化。综上所述，材料改性实验现在还并未形成一个可适用于不同材料改性要求的材料改性装置，改性气体的组分及湿度难以实时定量调控，急需发展一种能对改性气体组分进行定量控制以及能实时监测调节改性气体湿度的材料改性装置。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。例如，本实用新型的目的之一在于解决制备改性气体时，各气体的组分以及湿度难以控制的难题。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种可实时调控温度与气氛的材料改性装置，包括：气体发生装置、多温区加热密闭装置和气体回收装置；

所述气体发生装置的结构包括：具有密封盖的气体湿度调节密闭腔和气体混合密闭腔、气体管道系统、流量调节系统、基座，其中，气体湿度调控密闭腔和气体混合密闭腔安装于基座上且二者通过连接管道连通；气体湿度调控密闭腔中装有石英玻璃和去离子水；进气管道Ⅰ，其伸进气体湿度调节密闭腔中，且管口位于去离子水液面下方；进气管道Ⅱ，其伸进气体湿度调节密闭腔中，且管口位于去离子水液面上方；进气管道Ⅲ，其伸进气体混合密闭腔中，且管口位于腔室底部；出气管道，其一端管口位于气体混合密闭腔外，另一端管口位于气体混合密闭腔内上部；其中，所述进气管道Ⅰ、进气管道Ⅱ、进气管道Ⅲ以及气体湿度调控密闭腔与气体混合密闭腔之间的管道上安装有气体流量计；湿度检测器Ⅰ，其安装在气体混合密闭腔与气体湿度调节腔之间的管道上；

所述气体管道系统包括进气管道Ⅰ、进气管道Ⅱ、进气管道Ⅲ、两个密闭腔之间的连接管道和出气管道；所述流量调节系统为多个气体流量计和多个流量调节阀；

所述基座为铝合金材质的三角支架结构，基座上方通过螺纹或粘结形式将上述气体湿度调节密闭腔、气体混合密闭腔、气体管道系统和流量调节系统固定，同时基座下方设置有万向轮