专利名称：液态金属浸渗可视化控制方法专用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液态金属浸渗装置，特别是液态金属浸渗可视化控制方法专用装置。
背景技术：
参照图2，文献"专利号为ZL00242901.2的中国专利"公开了一种可模拟高温条件下孔隙介 质中渗流动态的方法。在其所用装置的顶面和底面中部设有观察窗4和照明窗6，观察窗上部 安装显微摄像机5，照明窗下部安装反射镜11和光源10，利用透明微模型8模拟多孔介质孔隙 结构并将其固定在观察室内。模型的出入口与观察室外的高温容器3、微量驱动泵l、回压调 节器15连接，观察室的温度通过恒温油浴调节，压力由高温计量泵13控制，从而实现常温常 压和高温高压条件下孔隙介质中的渗流动态模拟。
该方法是通过透明微模型来模拟高温条件下孔隙介质中渗流动态，由于其采用透明的微 模型模拟多孔介质的孔隙结构，因而只能对真实浸渗过程进行模拟测量，无法直接对流体在 多孔介质预制体中的实际渗流情况进行直观可视化测量，也不能实现浸渗过程的在线反馈控 制；同时利用该装置也无法得到浸渗过程内部面场上的全部温度信息。 发明内容
为了克服现有技术无法实现对液态金属在多孔介质预制体内部浸渗过程的直接观测及在 线控制的不足，本实用新型提供一种液态金属浸渗可视化控制方法专用装置，其渗流腔盖、 浸渗腔、坩埚三者之间釆用螺栓连接，坩埚与渗流腔盖、浸渗腔通过螺栓连接后放置于加热 单元内，温控仪对纤维预制体进行预热，通过抽真空系统和浸渗控制系统实现金属液在纤维 预制体中的浸渗。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 一种液态金属浸渗可视化控制方法专 用装置，其特点是包括渗流腔盖、坩埚、加热单元、抽真空系统、浸渗腔以及套筒，浸渗腔 为三台式结构，套筒底面为斜面形状，浸渗腔置于坩埚里，套筒置于浸渗腔里，套筒的外径 与浸渗腔内径等大，套筒上的凸台卡在浸渗腔的凹台上，渗流腔上部腔体固定套筒，下部腔 体用来放置预制体；渗流腔盖的凸台上开有与套筒大小相同的通孔，渗流腔盖压紧套筒，套 筒的斜面与预制体斜面紧密接触，渗流腔盖、浸渗腔、坩埚的法兰盘上均匀分布8个螺栓孔， 三者之间采用螺栓连接；套筒与浸渗腔之间通过石墨纸进行密封；坩埚用来熔炼金属，与渗 流腔盖、浸渗腔通过螺栓连接后放置于加热单元内；通过加热单元间接实现对纤维预制体的 预热，通过抽真空系统和浸渗控制系统实现金属液在纤维预制体中的浸渗。
本实用新型的有益效果是由于利用液态金属在多孔介质中浸渗可视化的专用装置，真实地反映了液态金属在多孔介质预制体中的流动状态，浸渗控制系统实现了对浸渗过程的实 时控制，图像采集处理系统实现了对浸渗过程的可视化观测。通过图像采集处理系统获得的 直观图像信息可以深入研究液态金属在多孔介质预制体中的渗流规律，进而掌握真实的浸渗 过程，为采用浸渗方法制备金属基复合材料的工艺奠定理论基础，从而更好地指导现有的金 属基复合材料制备工艺，解决影响复合材料制件性能的关键问题。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作详细说明。
图l是本实用新型液态金属浸渗可视化控制装置结构示意图。
图中，1-浸渗控制系统，2-图像采集处理系统，3-红外热像仪；4-渗流腔盖，5-浸渗腔， 6-不锈钢坩埚，7-电气比例阀，8-储气罐，9-加热单元，10-套筒，11-预制体，12-AZ91D镁合 金，13-温控仪，14-抽真空系统，15-石墨纸。
图2是现有技术模拟渗流动态装置的结构示意图。
图中，1-微量驱动泵，3-高温容器，4-观察窗，5-显微摄像机，6-照明窗，8-微模型，10-光源，11-反射镜，13-高温计量泵，15-回压调节器。
具体实施方式
实施例l:参照图l，液态金属在多孔介质中的浸渗可视化专用装置。该装置由浸渗控 制系统l、图像采集处理系统2、红外热像仪3、温控仪13、抽真空系统14组成。浸渗系统 由渗流腔盖4、浸渗腔5、不锈钢坩埚6、套筒10组成。渗流腔盖4、浸渗腔5、不锈钢坩埚 6的法兰盘上均匀分布八个螺栓孔，三者之间采用螺栓连接。渗流腔盖4需压紧套筒10，渗 流腔盖4的凸台上开有与套筒10大小相同的通孔，以便观测套筒斜面的温度场信息，其中套 筒10底面为斜面形状，该斜面与预制体11斜面紧密接触，来反映渗流内部温度场信息；渗 流腔5上部腔体固定套筒10，下部腔体用来放置预制体；不锈钢坩埚6用来熔炼AZ91D镁 合金12，坩埚6与渗流腔盖4、浸渗腔5通过螺栓连接后放置于加热单元9内。储气罐8由 管道通过电气比例阀7接入坩埚6。
温度控制系统由加热单元9、温控仪13、热电偶、保温部件和绝缘部件组成，温度控制 系统实现对不锈钢坩埚6的加热，使镁合金熔化，并给预制体ll预热；抽真空系统14由电 机、真空泵、压力表组成。
渗流腔盖4、浸渗腔5、不锈钢坩埚6的法兰盘上均匀分布八个螺栓孔，采用螺栓连接， 其中不锈钢坩埚6与浸渗腔5之间、套筒10和浸渗腔5之间用数层石墨纸15进行密封，浸 渗腔5与渗流腔盖4之间用石墨垫圈进行密封；在套筒、浸渗腔5与套筒接触面涂抹石墨， 起到润滑作用，方便浸渗结束后模具的拆卸；在不锈钢坩埚6内加入镁合金，将预制体ll放置在浸渗腔5中，保证预制体11斜面与套筒IO斜面之间紧密接触；对渗流腔盖4、浸渗腔5、 不锈钢坩埚6用螺栓进行连接，确保渗流腔盖4压紧套筒10。将浸渗系统放置于加热单元9 内，并连接抽真空系统14和浸渗控制系统1 。
权利要求1、一种液态金属浸渗可视化控制方法专用装置，其特征在于包括渗流腔盖、坩埚、加热单元、抽真空系统、浸渗腔以及套筒，浸渗腔为三台式结构，套筒底面为斜面形状，浸渗腔置于坩埚里，套筒置于浸渗腔里，套筒的外径与浸渗腔内径等大，套筒上的凸台卡在浸渗腔的凹台上，渗流腔上部腔体固定套筒，下部腔体用来放置预制体；渗流腔盖的凸台上开有与套筒大小相同的通孔，渗流腔盖压紧套筒，套筒的斜面与预制体斜面紧密接触，渗流腔盖、浸渗腔、坩埚的法兰盘上均匀分布8个螺栓孔，三者之间采用螺栓连接；套筒与浸渗腔之间通过石墨纸进行密封；坩埚用来熔炼金属，与渗流腔盖、浸渗腔通过螺栓连接后放置于加热单元内；通过加热单元间接实现对纤维预制体的预热，通过抽真空系统和浸渗控制系统实现金属液在纤维预制体中的浸渗。
专利摘要本实用新型公开了一种液态金属浸渗可视化控制方法专用装置，其浸渗腔为三台式结构，套筒底面为斜面形状，浸渗腔置于坩埚里，套筒置于浸渗腔里，套筒的外径与浸渗腔内径等大，套筒上的凸台卡在浸渗腔的凹台上，渗流腔上部腔体固定套筒，下部腔体用来放置预制体；渗流腔盖的凸台上开有与套筒大小相同的通孔，渗流腔盖压紧套筒，套筒的斜面与预制体斜面紧密接触，渗流腔盖、浸渗腔、坩埚的法兰盘上均匀分布8个螺栓孔，三者之间采用螺栓连接；套筒与浸渗腔之间通过石墨纸进行密封；坩埚与渗流腔盖、浸渗腔通过螺栓连接后放置于加热单元内，温控仪对纤维预制体进行预热，通过抽真空系统和浸渗控制系统实现金属液在纤维预制体中的浸渗。
文档编号C22C47/08GK201433240SQ20092003373
公开日2010年3月31日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者周计明, 瑞 徐, 李贺军, 苏力争, 齐乐华 申请人:西北工业大学