[实用新型]一种高温升率、极端高温热冲击试验装置

说明书

本实用新型公开了一种高温升率、极端高温热冲击试验装置，包括卤素灯和水冷槽等；试样安置台中心开设有两端开口的中空腔体，待加热试样、耐高温陶瓷样品伸缩杆和热电偶设置在试样安置台的中空腔体内，耐高温陶瓷样品伸缩杆上设置有伸缩杆控制器，采用位移控制器通过伸缩杆控制器控制耐高温陶瓷样品伸缩杆延长落下，卤素灯用于对待加热试样加热，且卤素灯的热量通过镀金反光椭球面将热量聚焦在位于焦点的待加热试样上，热电偶用于实时测量待加热试样的温度，并通过温度控制器反馈至电源功率控制器，电源功率控制器用于分别对卤素灯和位移控制器进行控制；水冷槽内设置有冷却液。本实用新型具有高控温精度、高升温速率，全场均匀加热、操作方便等优点。

技术领域

本实用新型涉及一种高温升率、极端高温热冲击试验装置，具有高控温精度、高升温速率，全场均匀加热、操作方便等优点，可面向航空航天高端装备中的耐高温陶瓷材料开展各种热冲击试验，对此类耐高温陶瓷材料的性能研究与设计具有重要意义。

背景技术

随着对空天探索的逐渐深入，世界各国航空航天领域开始飞速发展，高超声速飞行器、大型运载火箭、航空发动机等高端装备也成为我国发展重点。在这些高超声速飞行器、火箭发动机等高端装备的使用中，面临的重要问题就是严苛的高温服役环境，因此不可避免的会使用大量的耐高温陶瓷材料。在这些耐高温材料在服役中，面临着具有超高温(2000℃以上)、高温升率(200-300℃/s)、高温降率(100℃/s)等特点的复杂热冲击环境。如此极端恶劣的高温热冲击环境，使得高超声速飞行器、大型运载火箭、航空发动机等高端装备陶瓷材料的耐热问题成为事关研制成败的关键问题。为了保证此类高端装备的使用安全，确认耐高温陶瓷材料是否能够承受服役中的复杂热冲击环境，必须要对相应的耐高温陶瓷材料进行复杂热冲击环境下的实验。目前常见的热冲击实验手段有：乙炔/氧丙烷火焰加热、氧化炉水淬、激光加热、电加热等手段。乙炔/氧丙烷火焰加热等火焰加热手段通过高温火焰直接加热试样。这种加热方法操作简单，在实际中有着广泛应用。然而，这些方法由于热源与试样表面的接触面积有限，会造成表面加热不均匀的问题，同时也难以精确控制温度。氧化炉水淬也是一种典型的热冲击实验方法。该方法先将试样放在氧化炉中，通过硅钼棒保温加热试样到目标温度。然后再将试样迅速取出，放入水、空气或者硅油等冷却介质中淬火冷却。这种方法试样在取出的过程中，在外界环境影响下会迅速降温，难以达到目标温度。同时，马弗炉的升温速率较低，实验需要时间也较长。激光加热是一种新型加热方法，具有升温速率快、适用性广等特点。这种方法加热区域非常有限，同时由于升温速度过快，难以对实时温度进行监测。电加热通过调节试样内的电流大小，可以有效控制试样的升温速率，但该方法仅适用于导电物体。综上所述，目前的热冲击实验手段无法同时满足耐高温陶瓷材料超高温、高温升率、高温降率、精确控温的复杂热冲击实验需求。因此，亟需开发一种面向航空航天高端装备中耐高温陶瓷材料的，具有高控温精度、高升温速率，全场均匀加热、操作方便等优点的复杂热冲击实验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是目前的热冲击实验手段无法同时满足耐高温陶瓷材料超高温、高温升率、高温降率、精确控温的复杂热冲击实验需求，提供了一种高温升率、极端高温热冲击试验装置，利用可实现热量聚焦的两个椭球面对位于焦点的试验进行加热与精确控温，并对达到目标温度的试样进行快速淬火，具有高控温精度、高升温速率，全场均匀加热、操作方便等优点，可面向航空航天高端装备中的耐高温陶瓷材料开展各种热冲击试验。

本实用新型采用如下技术方案来实现的：