1.一種高溫熔融物擴(kuò)展壅塞實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于,包括加熱爐,所述加熱爐包括爐體(1),爐體(1)為圓筒型結(jié)構(gòu),并且采用氧化鋯制作;爐體(1)內(nèi)沿爐體(1)內(nèi)壁設(shè)置有一圈高溫隔熱層(2),爐體(1)側(cè)壁上開設(shè)有若干透窗(6),透窗(6)內(nèi)安裝有熱電偶(12);爐體(1)內(nèi)中心豎直設(shè)置有若干測試棒(3);每根測試棒包括位于中心的鎢錸加熱棒(13),鎢錸加熱棒(13)外側(cè)為氧化鋁層(14),氧化鋁層(14)外側(cè)為鋯-4合金層(15);熱電偶(12)熱端與氧化鋁層(14)表面接觸,冷端穿過透窗(6);加熱爐下方設(shè)置有變壓器(20),變壓器(20)與鎢錸加熱棒(13)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫熔融物擴(kuò)展壅塞實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于,該裝置還包括琴臺柜(19),琴臺柜(19)上設(shè)置有溫度控制儀表(21)、電流電壓表、空氣開關(guān)(26)、溫控按鈕(23)以及控制按鈕(22),溫度控制儀表(21)、電流電壓表、空氣開關(guān)(26)、溫控按鈕(23)以及控制按鈕(22)均與變壓器(20)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫熔融物擴(kuò)展壅塞實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于,每根測試棒的長度為0.9m;鎢錸加熱棒(13)的直徑為3mm,氧化鋁層(14)的厚度為3.5mm,鋯-4合金層(15)的厚度為1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種高溫熔融物擴(kuò)展壅塞實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于,測試棒(3)采用3*3矩陣排列,相鄰兩個(gè)測試棒之間的距離為1.5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種高溫熔融物擴(kuò)展壅塞實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于,若干測試棒(3)由包裹層(4)包裹在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫熔融物擴(kuò)展壅塞實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于,所述加熱爐內(nèi)徑為1.0m,爐體高度為1.5m,爐體壁厚度為0.01m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫熔融物擴(kuò)展壅塞實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于,爐體(1)頂部設(shè)置有弧形的爐蓋(5),爐蓋(5)上開設(shè)有氬氣出口(7);爐體(1)底部側(cè)壁上開設(shè)有氬氣進(jìn)口(8);爐體(1)內(nèi)設(shè)置有用于支撐高溫隔熱層(2)的鉬板(9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫熔融物擴(kuò)展壅塞實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于,透窗(6)的數(shù)量為6個(gè),6個(gè)透窗(6)沿爐體(1)側(cè)壁螺旋式上升排布,相鄰的兩個(gè)透窗(6)在豎直方向的距離為0.16m,6個(gè)透窗(6)沿爐體(1)側(cè)壁周向均勻分布,每個(gè)透窗(6)處均設(shè)置有用于安裝熱電偶(12)的熱電偶插孔(28);熱電偶(12)輸出端還連接有可編程溫度控制系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫熔融物擴(kuò)展壅塞實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于,所述爐體(1)底部設(shè)置有能夠旋轉(zhuǎn)的底蓋(30);若干測試棒(3)的下方設(shè)置有用于盛裝測試棒(3)的掉渣的坩堝(10);坩堝(10)設(shè)置在氧化鋯塊(11)上,氧化鋯塊(11)設(shè)置在氧化鋁塊(12)上;變壓器(20)通過導(dǎo)電板(18)與鎢錸加熱棒(13)兩端相連。
10.一種高溫熔融物擴(kuò)展壅塞的實(shí)驗(yàn)方法,其特征在于,0s時(shí)預(yù)熱階段開始,外部氬氣源向氬氣進(jìn)口持續(xù)通入10g/s的氬氣,以便排出實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)部的空氣和水蒸氣;鎢錸加熱棒加熱功率維持在1kW,用于加熱并蒸發(fā)測試棒和加熱爐內(nèi)材料中的水分并預(yù)熱測試棒;經(jīng)過2000.0s持續(xù)的加熱,實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)的空氣和水蒸氣已經(jīng)完全排出,整個(gè)裝置內(nèi)充滿著化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的保護(hù)氣體;2000s時(shí),瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)階段開始,同時(shí)關(guān)閉氬氣進(jìn)口和氬氣出口閥門;通過可編程溫度控制系統(tǒng),使得加熱功率從1kW開始以0.01kW/s的速度上升至21kW后保持不變,直至瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)階段結(jié)束;此階段為測試棒熔化及熔融物遷徙的瞬態(tài)過程,通過高速攝像儀實(shí)時(shí)記錄;高速攝像儀拍攝的視頻數(shù)據(jù)通過多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)最終保存于電腦中;5000s后停止加熱,待鎢錸加熱棒完全冷卻,熔融物熔化遷徙過程完全結(jié)束后,拍攝熔化掉落的熔融物分布情況,實(shí)驗(yàn)結(jié)束。