[发明专利]一种多层平动剪切单元法测量金属熔体扩散的扩散样品制备方法

摘要

本发明公开了一种多层平动剪切单元法测量金属熔体扩散的扩散样品制备方法，其特征是：在真空腔体中设置一框架，在框架中固定设置以石墨为材质的扩散台，在扩散台的外围设置加热器；在扩散台中分别设置有第一样品柱腔、第二样品柱腔和预设样品柱腔，第一样品柱腔和第二样品柱腔是以第一样品柱腔在上、第二样品柱腔在下处在同一竖直轴线位置上，预设样品柱腔处在第一样品柱腔的左侧；扩散台分别具有预热状态位、熔接状态位和冷却状态位。本发明使得利用剪切单元方法对金属熔体扩散系数进行精确测量得以实现，为从事相关的金属研究及铸造提供可靠的依据。

主权项

一种多层平动剪切单元法测量金属熔体扩散的扩散样品制备方法，其特征是：设置多层平动剪切单元法测量金属熔体扩散的设备为：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(4)，在所述扩散台(4)的外围设置加热器(3)；在所述扩散台中分别设置有第一样品柱腔(7a)、第二样品柱腔(7b)和预设样品柱腔(7c)，所述第一样品柱腔(7a)和第二样品柱腔(7b)是以第一样品柱腔(7a)在上、第二样品柱腔(7b)在下处在同一竖直轴线位置上，所述预设样品柱腔(7c)处在所述第一样品柱腔(7a)的左侧；所述扩散台(4)是由呈水平的长条状石墨片层层叠压构成，包括：一组可向右推移的右移石墨片(4a)、一组固定设置的固定石墨片(4b)，以及一片可独立向右推移的熔接石墨片(8)；所述熔接石墨片(8)处在扩散台的中部，与所述熔接石墨片(8)上下相邻的是右移石墨片(4a)，在所述熔接石墨片(8)的上方和下方，各片右移石墨片(4a)和各片固定石墨片(4b)一一间隔设置；在所述右移石墨片(4a)、固定石墨片(4b)和熔接石墨片(8)上分别设置有竖向通孔，包括：在所述右移石墨片(4a)和固定石墨片(4b)上均呈一左一右分别设置有左侧竖向通孔和右侧竖向通孔，在所述熔接石墨片(8)上仅在左侧设置一左侧竖向通孔；所述第一样品柱腔(7a)、第二样品柱腔(7b)和预设样品柱腔(7c)是由分别设置在右移石墨片(4a)、固定石墨片(4b)和熔接石墨片(8)上对应位置上的竖向通孔串联形成；所述扩散台有三个状态位：预热状态位：所述右移石墨片(4a)、固定石墨片(4b)和熔接石墨片(8)中各左侧竖向通孔在同一竖直位置上对齐贯通形成预设样品柱腔(7c)；所述右移石墨片(4a)和固定石墨片(4b)中的各右侧竖向通孔在同一竖直位置上对齐，中部以熔接石墨片(8)阻隔分别形成第一样品柱腔(7a)和第二样品柱腔(7b)；熔接状态位：所述右移石墨片(4a)和固定石墨片(4b)保持在预热状态位上，所述熔接石墨片(8)以其左侧竖向通孔将第一样品柱腔(7a)和第二样品柱腔(7b)贯通呈熔接状态；冷却状态位：所述固定石墨片(4b)和熔接石墨片(8)保持在熔接状态位上，所述右移石墨片(4a)中的竖向通孔与固定石墨片(4b)和熔接石墨片(8)中的竖向通孔相错位，使所述第一样品柱腔(7a)和第二样品柱腔(7b)在竖向分割为相互隔离的各柱腔；扩散样品制备方法是按如下过程进行：步骤一：设置扩散台为预热状态位，将两根第一样品分别置于第一样品腔(7a)和预设样品腔(7c)中，将第二样品置于第二样品腔(7b)；按设定的工艺条件对扩散台进行加热，使分处在第一样品腔(7a)和预设样品腔(7c)中和第二样品腔(7b)中的第一样品和第二样品均熔融为液态；步骤二：向右侧推移熔接石墨片(8)，使扩散台处在熔接状态位，由熔接石墨片(8)将在预设样品腔(7c)中熔融为液态的第一样品利用熔接石墨片(8)中的左侧竖向通孔转移在第一样品腔(7a)和第二样品腔(7b)之间，使第一样品和第二样品在竖向对接形成扩散偶；按设定的工艺条件对扩散台进行保温，使得第一样品与第二样品完成扩散；步骤三：待扩散过程结束后，向右侧推动右移石墨片(4a)，使扩散台处在冷却状态位，扩散偶因此在竖向分割成相互隔离的各样品段；继而向所述真空腔体(1)中导入冷却气体，使各样品段冷却凝固即得扩散样品。