[发明专利]一种烧蚀材料热解性能实时测试装置在审
申请号: | 202211385898.X | 申请日: | 2022-11-07 |
公开(公告)号: | CN115839897A | 公开(公告)日: | 2023-03-24 |
发明(设计)人: | 刘晓波;李文静;张凡;安烜熜;苗镇江;高宇智;张恩爽;苏力军;刘瑾 | 申请(专利权)人: | 航天特种材料及工艺技术研究所 |
主分类号: | G01N5/04 | 分类号: | G01N5/04 |
代理公司: | 北京君尚知识产权代理有限公司 11200 | 代理人: | 李文涛 |
地址: | 100074 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 材料 性能 实时 测试 装置 | ||
本发明公开一种烧蚀材料热解性能实时测试装置,属于烧蚀材料性能测试装置技术领域,本装置包括:恒温高压气罐、密闭腔体、恒温真空罐以及可拆卸的第一真空收集器和第二真空收集器;其中密闭腔体上安装有加热板,密闭腔体内部安装有固定槽和耐高温天平;固定槽内部用于安装待测试的烧蚀材料;耐高温天平用于实时测试固定槽和烧蚀材料的总重量。本发明能够解决现有技术无法实现对烧蚀材料快速升温及长时高温状态下的产气速率、气体种类、失重速率等热解性能的实时测试问题。
技术领域
本发明属于烧蚀材料性能测试装置技术领域,具体涉及一种烧蚀材料热解性能实时测试装置。
背景技术
烧蚀材料是飞行器表面重要的热防护材料类型,通过材料烧蚀带走一部分热量,从而起到降低飞行器表面温度的目的。因此,烧蚀材料的热分解情况例如热分解产物种类、热分解失重速率、热分解产气速率等成为评判其烧蚀性能的关键指标之一。然而,由于烧蚀材料加热过程升温极为迅速,在现有技术下,热重分析仪、热重-质谱联用仪由于升温速度太慢,均无法实现对上述热分解特征的实时测试;现有的石英灯辐射加热装置,仅用于测试烧蚀材料的隔热性能数据,无法实现对飞行器所处空气环境的模拟,也无法实现对快速升温状态下的产气速率、气体种类、失重速率等烧蚀参数的实时测试。因此,有必要发明一种烧蚀材料热解性能实时测试装置。
发明内容
本发明目的是解决现有技术无法实现对烧蚀材料快速升温及长时高温状态下的产气速率、气体种类、失重速率等热解性能的实时测试问题,提出一种烧蚀材料热解性能实时测试装置。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种烧蚀材料热解性能实时测试装置,包括:恒温高压气罐(1)、密闭腔体(4)、恒温真空罐(11)以及可拆卸的第一真空收集器(15)和第二真空收集器(18);其中,恒温高压气罐(1)通过第一导气管路(2)与密闭腔体(4)的进口端相连;密闭腔体(4)的出口端通过第二导气管路(10)与恒温真空罐(11)相连,并通过连接于第二导气管路(10)上的第三导气管路(14)与并排的第一真空收集器(15)和第二真空收集器(18)相连;密闭腔体(4)上安装有加热板(5),密闭腔体(4)内部安装有固定槽(7)和耐高温天平(17);固定槽(7)内部用于安装待测试的烧蚀材料(6);耐高温天平(17)用于实时测试固定槽(7)和烧蚀材料(6)的总重量。
优选地,恒温高压气罐(1)上设有第一压力表(13),密闭腔体(4)上安装有第二压力表(8),恒温真空罐(11)上设有第三压力表(12),第一压力表(13)、第三压力表(12)、第二压力表(8)均具有压力自动记录功能。
优选地,第一导气管路(2)上设有第一开关(3),第二导气管路(10)上设有第二开关(9),通过控制第一开关(3)和第二开关(9)实现对密闭腔体(4)内部压力控制;第一真空收集器(15)的进口端设有第三开关(16),第二真空收集器(18)的进口端设有第四开关(19)。
优选地,恒温高压气罐(1)具有加热及恒温功能,恒温的温度范围为25~500℃,最大承压不小于15MPa;恒温真空罐(11)具有加热、冷却及恒温功能,能抽至真空状态,恒温的温度范围为25~500℃。
优选地,密闭腔体(4)为高温合金材质,最高耐热温度不低于1200℃;密闭腔体(4)具有打开和关闭两种状态,在打开状态时,实现加热板(5)、固定槽(7)、烧蚀材料(6)以及耐高温天平(17)的拆卸;在关闭状态下,实现密闭,室温下最高承压不低于15MPa。
优选地,加热板(5)的加热源为石英灯加热管,最高加热温度不低于1000℃,配有测温装置;加热板(5)具有程序升温功能,最快加热速度不小于20℃/s,满足不低于1000℃、不小于30分钟的稳定加热。
优选地,固定槽(7)的材质为耐高温陶瓷,最高耐热温度不低于1200℃,选自碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷的一种。
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