[发明专利]一种多功能加热炉及其应用

说明书

本发明属于炉体技术领域，特别涉及一种多功能加热炉及其应用。本发明提供的多功能加热炉，包括独立控温的上炉体和下炉体，能够设置温度梯度，实现金属样品的定向凝固，本发明提供的多功能加热炉高度为400～600mm，径向尺寸为80～90mm，体积较小，能够放置于超导磁体的磁场中心原位观察金属凝固过程，本发明提供的多功能加热炉体设置有观察部件，能够使X射线顺利穿透，利用X射线成像技术原位观察金属凝固过程组织结构演化。

技术领域

本发明属于炉体技术领域，特别涉及一种多功能加热炉及其应用。

背景技术

目前的金属定向凝固炉大多是基于传统区域定向凝固和淬火保留固液界面而设计的，炉体体积较大，组装、更换、维修及安装样品都不方便，最重要的是无法作为便携式装备安装在CT设备或同步辐射线站上开展金属凝固过程组织结构演化原位观察实验。

另外，由于目前常用的加热炉炉体较大，而常见永磁体或电磁体施加的磁场磁场强度有限，到达炉膛中心加热区的磁场强度十分微弱甚至可以忽略，无法实现对磁场作用下金属的凝固过程原位观察的研究。现有技术通常采用超导磁体来增强磁场强度，但超导磁体的磁场中心口径一般较小，传统加热炉无法置于其中来研究强磁场作用下金属凝固行为。

因此，开发设计体积较小的金属定向凝固加热炉，对于研究金属凝固过程微观组织结构演化及外场作用对组织演化的影响十分必要。但是缩小加热炉的体积通常难以实现温度梯度的有效控制，影响金属定向凝固过程的观测结果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多功能加热炉，采用本发明提供的多功能加热炉能够设置温度梯度，实现金属样品的定向凝固，本发明提供的多功能加热炉体积较小，能够放置于超导磁体的磁场中心原位观察金属凝固过程，利用可视窗口能够使X射线顺利穿透样品，结合X射线成像技术原位观察金属凝固过程组织结构演化。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种多功能加热炉，包括独立控温的上炉体1和下炉体2；

还包括设置于所述上炉体1和下炉体2之间的观察部件3；所述观察部件3的侧壁上设置有可视窗口；

所述上炉体1、下炉体2和观察部件3固定连接密封形成炉腔；

还包括样品支撑杆4和设置于所述炉腔底部外的支撑杆基座5，所述样品支撑杆4的顶端设置于所述炉腔内，底端可拆卸固定于所述支撑杆基座5上；

所述多功能加热炉的高度为400～600mm；

所述多功能加热炉的径向尺寸为80～90mm。

优选地，所述上炉体1和下炉体2的炉壁为不锈钢水冷双层壁。

优选地，所述上炉体1的内侧壁上设置有第一保温块1-3；所述下炉体2的内侧壁上设置有第二保温块2-3。

优选地，所述第一保温块1-3的内侧设置有外壁缠绕加热电阻丝的上加热刚玉管1-2；所述第二保温块2-3的内侧设置有外壁缠绕加热电阻丝的下加热刚玉管2-2。

优选地，所述可视窗口包括第一观察窗口3-1和第二观察窗口3-2；所述第一观察窗口3-1和第二观察窗口3-2关于所述观察部件3的中轴线左右对称设置。

优选地，所述观察部件3的侧壁上设置有第一热电偶入口3-4和第二热电偶入口3-5，所述第一热电偶入口3-4和第二热电偶入口3-5之间的夹角为110℃。

优选地，所述多功能加热炉还包括下进气口2-6和上出气口1-6；所述下进气口2-6设置于所述下炉体2的下炉盖2-1上；所述上出气口1-6设置于所述上炉体1的上炉盖1-1上。