[发明专利]一种金属熔体扩散样品的制备方法

摘要

本发明公开了一种金属熔体扩散样品的制备方法，其特征是：在真空腔体中设置一框架，在所述框架中固定设置以石墨为材质的扩散台；扩散台为一呈竖向固定的柱状体；在扩散台的外围设置有加热器件；扩散台为一组件，包括固定底座、滑动块和顶板；在真空腔体的侧壁上分别设置一抽真空端口和一可通入冷却气体的冷却气体导入端口。本发明是以滑动块和固定底座之间的两个不同的工作位实现金属液在样品柱腔中的剪切，通过剪切去除了材料表面轻微氧化产生的氧化皮，同时也去除了升温过程中已发生扩散现象的系统误差，在降温过程中大幅减小余温扩散时间，使得后续对于扩散样品进行扩散系数测量更为精确合理。

主权项

一种金属熔体扩散样品的制备方法，其特征是设置金属熔体扩散设备为：在真空腔体(1)中设置一框架(2)，在所述框架(2)中固定设置以石墨为材质的扩散台；所述扩散台为一呈竖向固定的柱状体；在所述扩散台的外围设置有加热器件(3)；所述扩散台为一组件，包括：一固定底座(4)，在所述固定底座(4)的中心沿轴向设置有固定样品柱(5)，所述固定样品柱(5)的中央设置为封底且敞口的固定样品柱腔(5a)，所述固定样品柱(5)与固定底座(4)的顶面平齐；在所述扩散台的两侧分别设置有固定夹板(6)；一滑动块(7)，所述滑动块(7)放置在固定底座(4)的顶面上，并可在固定底座(4)的顶面水平滑动，在所述滑动块(4)中呈竖向平行设置第一样品柱腔(7a)和第二样品柱腔(7b)；通过滑动块(7)在固定底座(4)的顶面上的水平滑动分别获得第一工作位和第二工作位，所述第一工作位是第一样品柱腔(7a)与固定样品柱腔(5a)处在竖向对接的位置上；所述第二工作位是第二样品柱腔(7b)与固定样品柱腔(5a)处在竖向对接的位置上；一顶板(8)，设置在滑动块(7)的顶部，与所述固定底座(4)共同构成滑动块(7)的水平限位滑道；在所述真空腔体(1)的侧壁上分别设置一抽真空端口(9)和一可通入冷却气体的冷却气体导入端口(10)；一推杆(12)，贯穿所述真空腔体(1)的侧壁，推杆的前端与所述滑动块(7)固定连接，以使滑动块(7)能够在第一工位与第二工位之间滑动；以金属熔体扩散设备制备扩散样品的方法按如下过程进行：a、使滑动块(7)与固定底座(4)之间处在第一工作位，第一样品柱腔(7a)与固定样品柱腔(5a)处在竖向对接的位置上；将第一样品置于固定样品柱(5)上的固定样品柱腔(5a)中，并且使第一样品的顶端凸出在第二样品柱腔(7b)中；将第二样品置于滑动块(7)上的第二样品柱腔(7b)中；b、按设定的真空度、温度和时间对扩散台进行加热，使第一样品和第二样品均熔融为液态，熔融为液态第一样品充满固定样品柱腔(5a)并有部分液态样品进入第一样品柱腔(7a)；c、利用推杆(12)水平推移滑动块(7)，使滑动块(7)与固定底座(4)之间转为第二工作位；通过滑动块(7)的移动，对位于第一样品柱腔(7a)中的第一样品形成剪切，并将第二样品柱腔(7b)与固定样品柱腔(5a)对接，使第一样品与第二样品竖向对接形成扩散偶；d、按设定的真空度、温度和时间对扩散台进行加热，使得在第一样品与第二样品之间形成扩散；e、通过冷却气体导入端口(10a)向真空腔体(1)中导入冷气体，使扩散偶冷却凝固即得扩 散样品。