專利名稱：具有惰性氣體保護功能的微型試樣力學性能測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于材料的高溫力學性能測試設(shè)備范圍，特別涉及一種具有惰性氣體保護防止高溫氧化功能的微型試樣力學性能測試裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有高溫蠕變持久強度試驗機，蠕變機有上下兩個夾具，中間為一包裹保溫層的高溫爐，該高溫爐溫度可達1100°C，上夾具固定不動，下夾具可以上下移動。但是由于置于大氣環(huán)境中，試樣容易高溫氧化影響最后的試驗數(shù)據(jù)。且現(xiàn)在很多核材料的力學性能測試都不是采用常規(guī)試樣，而是采用微型片狀或柱狀試樣，小試樣體積小，而相對于外界接觸的面積大，試驗數(shù)據(jù)將會受到試樣氧化的極大影響，難以真實反映出材料的真實力學性能。如果采用真空的高溫蠕變機，則可以達到防止試樣的氧化，但是這樣設(shè)備造價昂貴。所以，希望在常規(guī)的高溫蠕變持久強度試驗機的基礎(chǔ)上，增加一個惰性氣體的保護裝置，同樣可以達到防止高溫氧化的目的，相對真空蠕變機而言，造價也會大大降低。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中在大氣環(huán)境下進行高溫力學性能測試，試樣易氧化，難以真實反應(yīng)出材料的力學性能的不足而提供一種具有氣體保護功能的微型試樣力學性能測試裝置，其特征在于，該裝置是在蠕變機機架1中下部設(shè)置一個平臺18，平臺18 中心設(shè)置一個圓孔；上夾具支架5做成一個門梁狀，安裝于平臺18上圓孔邊緣，平臺18上有一圈冷卻水箱11，冷卻水箱11內(nèi)環(huán)裝有一層0型密封圈10，石英鐘罩4套在上夾具支架 5外面，石英鐘罩4插入0型圈10中，0型密封圈起密封和固定的作用；平臺18下表面密封焊接波紋管13，波紋管13再與密封平板19密封焊接，在密封平板19下面分別連接充氣閥15和抽氣閥14，抽氣閥14接通機械泵；在抽氣閥14和密封平板19的管路上連接出氣閥16，與出氣閥16連接的出氣管插入透明容器17中的液體中，用于監(jiān)測氣體流量；下夾具 9密封固定密封平板19的中心，引伸計傳感器12在密封平臺19上也分別通過4個小的波紋管密封在下夾具9旁邊；上夾具7由固定螺栓6固定在上夾具支架5中心，3個熱電偶3 中2個固定在鐘罩式高溫爐2內(nèi)表面、1個固定在試樣8附近；試樣8兩端分別固定在上、 下夾具上，鐘罩式高溫爐2套在石英鐘罩4外面。所述上、下夾具中心同軸。所述充氣閥所充氣體為氬氣、氮氣、二氧化碳，氫氣或氫氣分別與氬氣、氮氣的混合氣體。所述試樣8為片狀或圓柱形。本實用新型的有益效果是在現(xiàn)有高溫蠕變持久強度試驗機上加裝真空抽氣(低真空狀態(tài))和充氣保護的裝置，使高溫蠕變試樣得到最好的保護，在真空、惰性氣氛或還原氣氛下，不氧化、變脆，克服在大氣環(huán)境下進行高溫力學性能測試，試樣易氧化，難以真實反應(yīng)出材料的力學性能的不足，本裝置安裝方便，密封性好。
圖1為對微型試樣進行氣體保護的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型提供一種具有氣體保護功能的微型試樣力學性能測試裝置。該裝置的結(jié)構(gòu)如圖ι所示。圖中，在蠕變機機架1中下部設(shè)置一個平臺18，平臺18中心設(shè)置一個圓孔；上夾具支架5做成一個門梁狀，安裝于平臺18上圓孔邊緣，平臺18上有一圈冷卻水箱 11，冷卻水箱11內(nèi)環(huán)裝有一層0型密封圈10，石英鐘罩4套在上夾具支架5外面，石英鐘罩 4插入0型圈10中，0型密封圈起密封和固定的作用；平臺18下表面密封焊接波紋管13， 波紋管13再與密封平板19密封焊接，在密封平板19下面分別連接充氣閥15和抽氣閥14， 抽氣閥14接通機械泵；在抽氣閥14和密封平板19的管路上連接出氣閥16，與出氣閥16 連接的出氣管插入透明容器17中的液體中，用于監(jiān)測氣體流量；下夾具9密封固定密封平板19的中心，引伸計傳感器12在密封平臺19上也分別通過4個小的波紋管分別密封在下夾具9旁邊；上夾具7由固定螺栓6固定在上夾具支架5中心，3個熱電偶3中2個固定在鐘罩式高溫爐2內(nèi)表面，1個固定在試樣8附近；試樣8兩端分別固定在上、下夾具上，上、 下夾具中心必須同軸，鐘罩式高溫爐2套在石英鐘罩4外面，對試樣8進行外加熱，試驗時， 首先通過抽氣閥14對石英鐘罩4抽真空到l_3Pa，而后向石英鐘罩4內(nèi)充入氬氣、氮氣、二氧化碳，氫氣或氫氣分別與氬氣、氮氣的混合氣體等進行氣體保護，沖洗次數(shù)需要3次及以上，之后打開出氣閥16，觀察透明容器17中液體內(nèi)氣泡，監(jiān)測氣體流量；然后加熱，由3個熱電偶3分別監(jiān)控鐘罩式高溫爐2內(nèi)溫度和試樣8附近的溫度；由引伸計傳感器12獲取測試數(shù)據(jù)。本實用新型的關(guān)鍵通過波紋管保證系統(tǒng)活動裝置接口處的密封性能及改進上下夾具，使石英鐘罩可以方便安裝與拆卸。
權(quán)利要求1.一種具有氣體保護功能的微型試樣力學性能測試裝置，其特征在于，該裝置是在蠕變機機架(1)中下部設(shè)置一個平臺(18)，平臺(18)中心設(shè)置一個圓孔；上夾具支架(5)做成一個門梁狀，安裝于平臺(18)上圓孔邊緣，平臺(18)上有一圈冷卻水箱(11)，冷卻水箱 (11)內(nèi)環(huán)裝有0型密封圈(10)，石英鐘罩(4)套在上夾具支架(5)外面，石英鐘罩(4)插入 0型圈(10)中，0型密封圈起密封和固定的作用；平臺(18)下表面密封焊接波紋管(13)， 波紋管(13)再與密封平板(19)密封焊接，在密封平板(19)下面分別連接充氣閥(15)和抽氣閥(14)，抽氣閥(14)接通機械泵；在抽氣閥(14)和密封平板(19)的管路上連接出氣閥(16)，與出氣閥(16)連接的出氣管插入透明容器(17)中的液體中；下夾具(9)密封固定密封平板(19)的中心，引伸計傳感器(12)密封固定在下夾具(9)旁邊；上夾具(7)由固定螺栓(6)固定在上夾具支架(5)中心，3個熱電偶(3)中2個固定在鐘罩式高溫爐(2)內(nèi)表面、1個固定在試樣(8)附近；試樣(8)兩端分別固定在上、下夾具上，鐘罩式高溫爐(2) 套在石英鐘罩(4)外面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有氣體保護功能的微型試樣力學性能測試裝置，其特征在于，所述上、下夾具中心同軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有氣體保護功能的微型試樣力學性能測試裝置，其特征在于，所述試樣(8)為片狀或圓柱形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有氣體保護功能的微型試樣力學性能測試裝置，其特征在于，所述充氣閥所充氣體為氬氣、氮氣、二氧化碳或氫氣分別與氬氣、氮氣的混合氣體。
專利摘要本實用新型公開了屬于材料的力學性能測試設(shè)備范圍的一種具有氣體保護功能的微型試樣力學性能測試裝置。該裝置是在蠕變機機架的中下部設(shè)置一個平臺，平臺上面固定上夾具支架、冷卻水箱，石英鐘罩套在上夾具支架外面，石英鐘罩插入O型圈中實現(xiàn)石英鐘罩與平臺的密封；平臺下表面密封焊接波紋管，波紋管再與密封平板密封焊接，密封平板分別與充氣閥、抽氣閥及下夾具密封固定，引伸計傳感器不固定于密封平臺，分別再通過小波紋管密封，形成一個具有真空和充氣性能的材料力學性能測試保護裝置。本實用新型使高溫蠕變試樣在惰性氣氛或還原氣氛下，不氧化、變脆，得到最好的保護，可以真實反應(yīng)出材料的力學性能，本裝置安裝方便，密封性好。
文檔編號G01N3/28GK202141648SQ20112001172
公開日2012年2月8日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者郁剛, 錢昕, 陸道綱, 馬雁 申請人:華北電力大學