[发明专利]一种高通量材料自动配料和混料系统

说明书

本发明公开了一种高通量材料自动配料和混料系统，包括自动送料模块、自动称量模块、物料转移驱动模块以及自动混料模块；自动送料模块包括用于盛装物料的1个或多个储料仓；自动称量模块包括水平分度盘和安装在支架上的电子天平，水平分度盘的圆周方向上安装有若干呈间隔分布的坩埚，各坩埚在配料驱动器的驱动下可进行轴向位移和周向旋转；通过物料转移驱动模块将完成定量物料配送的坩埚自动转移至自动混料模块，将完成定量物料配送的坩埚通过自动混料模块进行自动混料；本发明可以有效地提高新材料配料和后续进行熔炼的开发效率，缩短新材料的开发周期。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种高通量材料自动配料和混料系统。

背景技术

新材料的发明和使用极大地推动了人类文明和生产力的进步，以青铜器、铁器的发明和使用为标志，人类先后步入了青铜器时代和铁器时代，以钢、铝、钛等合金的发明和使用为标志，人类步入了现代社会。虽然近年来新材料种类不断涌现，但是新材料开发手段普遍存在周期长、效率低的问题，因此新材料开发慢成为限制科技进步和发展的主要瓶颈。为了解决这个问题，美国、中国先后提出了材料基因组计划，该计划注重实验技术、计算技术和数据库之间的协作和共享，拟通过新材料研制周期内各个阶段的团队相互协作，把新材料的开发周期由原来的20～30年缩短到2～3年，并且把成本降低到现在的几分之一。

高通量制备技术由于可以在一次实验中可以完成多组分多目标材料体系制备，使制备具有高效性、系统性和一致性，因此近年来受到越来越多的重视。如公开号为CN110804709A的发明专利公开了一种高通量制备和表征钼合金的方法，首先按照成分梯度取质量比的钼粉、硝酸镧、硝酸铈，并将掺杂物经过干燥、碾碎和过筛后制得掺杂粉末，然后将掺杂粉末按照成分梯度分层封装进胶套中，捣实后进行等静压、烧结、锻造成板材。公开号为CN107723486A的发明专利了一种高通量制备金属块状样品的方法，首先将成分不同的两种合金切割成矩形样块，然后将两块试样用真空扩散焊接方法连接到一起，将两种材料切割成三棱柱形状，最后将切割试样按照进行N等分的切割，从而获得n个连续的样品。以上两种方法工艺流程长，且自动化程度低，因此不能满足连续的高通量制备实验。又如公开号为CN109338126A的发明专利公开了一种基于粉末喷射熔炼的镁合金块材高通量制备方法，该方法将坩埚用紧固螺栓逐一连接，将坩埚一端放入转盘式坩埚支架的进样槽口，然后转动坩埚支架，坩埚逐个由转盘支架的入口进入支架，当坩埚处于送粉系统喷嘴正下方时，合金粉末注入坩埚内，依次转动坩埚支架，进行高通量材料配置。该方法极大地简化了高通量制备过程中的配料步骤，但是由于其送料系统单一、称量系统不精确，因此配料的效率还有待提高，同时该方法未能对合金成分进行混合，导致熔炼后合金容易产生分层。

为此，本申请人希望寻求技术方案对以上技术问题进行改进。

发明内容

针对目前高通量材料制备过程中存在工艺繁杂、自动化成低、材料成分不均匀等问题，本发明提出一种高通量材料自动配料和混料系统。

本发明采用的技术方案如下：

一种高通量材料自动配料和混料系统，包括自动送料模块、自动称量模块、物料转移驱动模块以及自动混料模块；其中，

所述自动送料模块包括用于盛装物料的1个或多个储料仓；

所述自动称量模块包括采用配料驱动器驱动的水平分度盘和安装在支架上的电子天平，所述水平分度盘的圆周方向上安装有若干呈间隔分布的坩埚，各坩埚在配料驱动器的驱动下可进行轴向位移和周向旋转，通过轴向位移，各坩埚可选择性与电子天平接触配合用于对该坩埚进行物料称量，同时通过周向旋转，各坩埚可选择性与储料仓喂料连接用于向坩埚内定量配送所需的物料；

通过物料转移驱动模块将完成定量物料配送的坩埚自动转移至所述自动混料模块，将完成定量物料配送的坩埚通过自动混料模块进行自动混料。