[发明专利]材料高温相容性实验装置

说明书

本发明涉及材料的高温相容性实验装置，特别涉及空间技术用材料的高温相容性实验装置。

在高温领域使用的材料，都必须与材料所处的介质环境具有相容性。在空间技术领域使用的大多数材料，都必须与所提供的推进剂进行相容性实验，并作出评价。载人空间站电阻加热式推进器对材料的要求极为苛刻，要求所选用的材料在1400℃高温下，使用寿命长达10000小时，并对多种推进剂具有相容性。根据国际上近期的研究表明，只有弥散强化铂适宜用作空间站电阻加热式推进器材料。根据美国航空和航天局(NASA)的规定，推进器材料在经过高温相容性实验之后，其质量损失达10％即为寿命极限。因此，推进器材料的估计寿命L为： L = $\frac{10\%}{X\%}\times 1000$ ]]>其中X％为实验后测出的质量损失。此外，还需用金相分析和扫描电镜观察等方法来评价丝材表面的腐蚀情况及材料的结构稳定性。

M.V.Whalen and M.V.Nathal，″Compatibility of DispersionStrengthened Platinum with Resistojet Propellants″，NASATechnicat Paper，2765，1987，以及M.V.Whalen，“Space stationresistojets.The compatibility of dispersion-strengthenedplatinum with candidate propellants”，Platinum Metals Review，1988，32(1)，2-10二文献叙述了评价弥散强化铂对多种推进剂电阻加热式推进器的高温相容性的实验情况。在该二文中，对高温相容性实验转置仅有一个示意简图和一幅照片介绍和简单描述，没有报导装置的详情。该装置有一个石英或不锈钢作外套的工作室，呈螺管状的待试验的电阻加热丝(弥散强化铂丝)位于工作室中部，加热丝两端通过接线柱与直流电源相连。实验气体(H₂，N₂，水蒸气，CH₄，N₂H₂等)通过进气管进入工作室。该装置采用光学高温计来测量电阻加热丝的工作温度，其测温精度为1400±20℃；所用的气体流量和压力控制部件为一针形阀；无论是丝材的加热温度，还是气体的流量和压力，均为人工控制调节，而不是自动控制。因此，实验过程操作较麻烦，常需人工看守和调节，控制精度也不高。

本发明的目的，在于克服现有技术存在的上述缺点，提供一种自动化程度高的，控制更精确的材料高温相容验装置，以更好地满足材料高温相容性实验的要求。

本发明的技术方案是在现有技术基础上增设温度、气体流量和压力自动控制部件，并增设冷却水自动循环系统、强力排风及抽气系统，进一步加强工作室的冷却效果和工作的安全性。

本发明空间技术用材料高温相容性实验装置，有一个石英或不锈钢作外套的工作室(8)，工作室(8)的两端各有一个接线轴(8.6)，呈螺管状的弥散强化铂丝(8.10)接于二接线轴(8.6)之间，本发明还有一个温度测量装置(20)和气体流量、压力调节装置，本发明的特征是：

A、所说的温度测量装置(20)为红外温度计，它与一个带有红外测温显示器(13)和电流电压表(14)的精密温度控制仪(15)相连，组成温度自动控制系统，所说的温度自动控制系统各部件之间以及温度自动控制系统和工作室(8)之间，通过电路(30)相连接；

B、所说的气体流量、压力调节装置是由一台空压机(2)、气体减压器(19)、两个截止阀(21)、气体压力指示调节仪(23)、流量控制器(24)、玻璃转子流量计(25)、干燥净化器(22)组成的自动气体压力、流量调节装置，空压机(2)通过一个空气过滤器(1)与大气相通，氮气瓶(16)和气源瓶(17)分别与两个气体减压器(19)相连，在所说的自动气体压力、流量调节装置的各部件之间以及所说的自动气体压力、流量调节装置和工作室(8)之间，通过气源线(27)彼此连接；