[发明专利]一种X射线显微CT用的原位烧结研究实验台

说明书

本发明公开了一种X射线显微CT用的原位烧结研究实验台，包括设置在工作台上的多维台、X射线源、X射线探测器、激光加热器、温测仪、加载机构、原位烧结台。其中，加载机构、原位烧结台安装在多维台上，通过多维台旋转调整原位烧结台的位置；利用加载机构将载荷传递至原位烧结台；X射线源和X射线探测器设置在原位烧结台的两侧，且三者位于同一轴线上；激光加热器、温测仪布置于原位烧结实验台周围。本申请所设计的原位烧结研究实验台能够在X射线显微CT仪上直接应用，实现了小型化的同时还能够原位观测材料烧结过程。

技术领域

本发明属于分析测试仪器领域，具体涉及一种可以与X射线显微CT相结合，用于原位研究材料烧结过程结构演化行为的实验装置。

背景技术

X射线显微镜，也叫X射线显微CT，是一种利用X射线投影再构，无损检测物体内部结构的分析仪器。结构材料是生产和生活中最常见的材料种类之一，其力学性能和失效行为的研究一直是工业应用和科学研究上最关注的内容。X射线显微镜作为一种新兴的材料分析测试技术，以其高分辨率、高穿透性和无损检测的优点，十分适合于结构材料在外力作用下结构与缺陷的演化机制的原位研究。

烧结是材料制备最常用的技术之一，具体包括无压烧结、热压烧结和等离子体烧结等方法。对烧结过程中孔隙、物相等特征结构的演化规律与机制的深入认识对制定烧结工艺、优化产品质量等有重要意义。

但由于X射线显微镜试样台承载小，空间有限，常规烧结设备无法直接在X射线显微CT上应用，小型化的试验台是利用X射线显微镜进行原位烧结的关键设备。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本申请提出了一种X射线显微CT用的原位烧结研究实验台，是一种小型化的在X射线显微CT仪上应用的用于原位观测材料烧结过程的实验装备。

本发明所采用的技术方案如下：

一种X射线显微CT用的原位烧结研究实验台，包括：

多维台，

设置在多维台上的加载机构，所述加载机构通过拉力杆输出载荷；

设置在多维台上的原位烧结台，所述原位烧结台包括同轴设置的支撑座、蓝宝石套、抽气管；在蓝宝石套的内部自上往下依次安装的堵杆、石墨烧结套、烧结加载杆；所述上堵杆延伸至石墨烧结套内且，两者固定在蓝宝石套内，所述烧结加载杆的上端延伸至石墨烧结套内，所述烧结加载杆的底端依次连接载荷传递杆、拉力杆；

CT成像单元，所述CT成像单元包括X射线光源和X射线探测器，所述X射线光源、X射线探测器设置在原位烧结台的；两侧，且三者同轴布置；

加热单元。

进一步，所述原位烧结台底部设置水冷外壳，水冷外壳上部开设水槽，水槽中间通过隔板隔断，且在隔板两侧分别设置进水口和出水口；所述支撑座下部内壁设置热导向套，热导向套向下延伸至水冷外壳处。

进一步，所述蓝宝石套的两端设置密封圈，且通过法兰套将蓝宝石套的两端以及密封圈分别与支撑座的上端、抽气管的底部固定连接。

进一步，石墨烧结套的上下两端分别设置第二隔热垫、第一隔热垫；第二隔热垫、第一隔热垫的作用是固定石墨烧结套的位置，并且阻隔石墨烧结套的高温向周围构件的传导；

进一步，在蓝宝石套的上部固定设置上挡板，上堵杆的上部和上挡板接触，阻挡粉体在烧结加载杆的作用力下向上运动。

进一步，上挡板、上堵杆上加工了通孔，用于安装测温电偶以及用于抽气管对石墨烧结套里的粉体抽真空。

进一步，加热单元采用激光加热器，所述激光加热器朝向石墨烧结套设置。

进一步，设置温测仪，所述温测仪用于检测石墨烧结套的温度。