[发明专利]一种高熵合金半固态流变学行为的测量装置及其使用方法

说明书

一种高熵合金半固态流变学行为的测量装置及其使用方法，涉及一种合金半固态流变学行为的测量装置及其使用方法。本发明是要解决现有的流变学测量装置和方法没有针对高熵合金的技术问题。本发明提出的高熵合金流变学行为测量装置采用真空室设计思想，充分考虑了高熵合金在半固态容易氧化的技术问题，利用真空室设计流变学实验测量能充分避免氧化给实验带来的不利影响；本发明提出的高熵合金流变学行为测量装置采用液压伺服传动机构提供实验载荷施加，这样能够有效控制施加的位移精度和载荷精度，保证了高熵合金流变学实验的精度。

技术领域

本发明涉及一种合金半固态流变学行为的测量装置及其使用方法。

背景技术

半固态加工技术是一种金属材料精密近净成形技术，它借助具有球状晶固相和液相混合的金属半固态浆料在压力作用下成形复杂形状高性能金属构件。由于半固态浆料的层流充填特性，使得半固态成形技术在汽车、摩托车和3C领域得到广泛应用，特别是近年来随着5G通讯的快速发展，半固态加工技术在通讯散热壳体方面显示出一定的优越性。

目前，半固态加工技术主要应用于铝合金和镁合金材料。相对于铝合金和镁合金而言，其它材料的半固态加工理论与技术的研究相对较少。但是，从半固态加工的理论上看，所有具有固液温度区间的材料都适合半固态加工。也就是说，像合金钢、碳钢、铸铁、铜合金、钛合金以及高温合金等高熔点合金也可以进行半固态加工，借助半固态浆料的流变充填或触变充填，将其成形为具体的零件。高熵合金是一种由五种以上等原子比或近等原子比的金属组元混合形成一种全新的固溶体型合金。近十几年来，大量的研究表明，高熵合金具有高强度、高韧性、高硬度、优异的热稳定性以及良好的抗氧化和抗腐蚀能力的特点。所以，高熵合金已经成为一种基于全新合金设计理念和优异性能于一身的新型金属材料。某些高熵合金也具有固液温度区间，即具有半固态温度区间。所以，从理论上讲，其也具有进行半固态加工的可能性。

金属材料进行半固态加工的技术优势就是半固态浆料具有的特殊流变学行为-剪切变稀行为。所以如何进行金属材料半固态浆料的流变学行为研究是半固态加工技术领域内非常重要的研究方向。在研究金属半固态流变学行为的过程中，采用的半固态浆料流变学测量装置和方法是非常关键的。国内外半固态加工学术界和企业界已经在铸造流变学装置和测量方法的基础上，研究和提出了一些半固态浆料流变学测量的方法，并设计制造了专用流变学测量装置。但是，目前的流变学测量装置和方法多是针对铝合金和镁合金这些低熔点半固态浆料流变学测量设计和研制的。对于高熔点合金半固态浆料，特别是高熵合金半固态浆料的流变学测量方法和装置，国内外还未提及。开展高熵合金半固态加工技术的研究也是一项全新的科研方向，目前国内外仅有两位学者在此方向开展了一些探索性工作，已经佐证了对高熵合金开展半固态加工技术研究是可行的。所以，要想促进高熵合金半固态加工技术的研究，必须设计和研制一种适合于高熵合金半固态浆料流变学行为测量的装置和方法。

发明内容

本发明是要解决现有的流变学测量装置和方法没有针对高熵合金的的技术问题，而提供一种高熵合金半固态流变学行为的测量装置及其使用方法。

本发明的高熵合金半固态流变学行为的测量装置是由真空室1、固定压头2、电阻加热单元4、移动压头5、位移传感器6、液压伺服传动装置7、第一热电偶8、第二热电偶9、第三热电偶10、温控装置11、压力传感器12、抽真空装置13、第一隔热垫14、第一石墨垫片15、第二石墨垫片16、第二隔热垫17、第一支撑杆18、第二支撑杆19、支撑腿20、合页21和控制器组成；

所述的真空室1与抽真空装置13的抽气口连通，抽真空装置13设置在真空室1的外部；所述的第一支撑杆18的一端固定在真空室1的内壁上，第一支撑杆18水平设置，第一支撑杆18的另一端与第二隔热垫17的一端固定，第二隔热垫17的另一端与固定压头2的一端固定；