[发明专利]碳/碳复合材料多物理场耦合试验系统及试验方法

权利要求书

1.一种碳/碳复合材料多物理场耦合试验系统，其特征在于，所述试验系统在密闭箱(1)中设有升温和力学加载模块、实时称重及记录模块、实时成像记录模块、X射线扫描及记录模块、气体分析模块以及试样台(12)；

所述升温和力学加载模块包括温控加热单元(3)和力学加载单元(11)，所述温控加热单元(3)使密闭箱(1)快速升温，所述力学加载单元(11)对试样台(12)上的试样进行拉伸、压缩、弯曲等多种工况进行加载；

所述实时称重及记录模块包括实时称重单元(13)，其设置在试样台(12)的下方；

所述实时成像记录模块包括SEM观测单元(8)和变形成像单元(9)，分别对试样台(12)上的试样进行观测和记录；

所述X射线扫描及记录模块包括X射线扫描单元(7)，对安装在试样台(12)上的试样进行三维立体扫描；

所述气体分析模块包括气体成分监测单元(10)，监测和分析密闭箱(1)中的气体。

2.根据权利要求1所述的碳/碳复合材料多物理场耦合试验系统，其特征在于，所述密闭箱(1)的一侧还设有进气口(2)和进水口，另一侧设有出水口和出气口(5)，所述进水口和出水口通过水管连通。

3.根据权利要求2所述的碳/碳复合材料多物理场耦合试验系统，其特征在于，通过进气口(2)向密闭箱中通入氧气，然后从出气口(5)中排出。

4.根据权利要求1所述的碳/碳复合材料多物理场耦合试验系统，其特征在于，所述进水口为冷水进口(4)，出水口为热水出口(6)，冷水自冷水进口(4)通入，通过水管对密闭箱(1)中各单元进行循环冷却后从热水出口(6)排出。

5.根据权利要求1所述的碳/碳复合材料多物理场耦合试验系统，其特征在于，所述密闭箱(1)由保温材料和金属外壳构成。

6.根据权利要求1所述的碳/碳复合材料多物理场耦合试验系统，其特征在于，所述温控加热单元(3)可通电后加热，使密闭箱(1)内快速升温，温度可达2000℃。

7.权利要求1所述的碳/碳复合材料多物理场耦合试验系统的试验方法，其特征在于，包括：

(1)接通电源，启动单元，打开密闭箱的门，将试样放入试样台，启动实时称重单元记录试样重量；

(2)启动X射线扫描单元，对氧化前试样进行立体扫描，并记录存储；

(3)启动温控加热单元，设置目标温度，冷水进口通入冷却水，热水出口打开以便形成冷却循环单元，等待密闭箱内温度达到目标后，打开进气口，通入氧气等所需要的气体；

(4)启动气体成分监测单元，进行密闭箱内气体成分实时监测，启动力学加载单元，对试样台上的试样进行载荷施加，并记录载荷-位移数据；

同步启动变形成像单元，对承受载荷的试样变形实时监测；

同步启动SEM观测单元，对试样进行微尺度观测并记录存储；

(5)试样失效或破坏后，存储所有单元数据，取下试样后逐个关闭各单元及阀门。

8.根据权利要求7所述的试验方法，其特征在于，可根据需要不定期启动X射线扫描单元，对变形中的试样进行多次立体扫描，并存储记录。

9.根据权利要求7所述的试验方法，其特征在于，根据气体成分监测单元的监测结果，适时开启出气口，保证密闭箱内各气体含量和气体压力符合试验要求。