一种用于测试材料超高温反射率的平板加热炉的制作方法

本实用新型属于高温加热炉设备领域，涉及用于测试材料超高温反射率的平板炉，特别提供一种测试材料超高温反射率的平板式快速升温高温电阻炉。

背景技术：

随着现代科学技术的发展，吸波材料在军事以及民用领域应用显得越来越重要。吸波材料的第一次使用是在二战中，德国人使用聚合泡沫和炭黑的混合物涂覆在潜艇的潜望镜上以防雷达的探测。现在，吸波材料的应用已远超出军事隐身的目的，而是更广泛的被应用于人体安全防护、微波暗室、通讯以及导航系统的电磁干扰、安全信息保密、改善整机性能、提高信噪比、电磁兼容，以及波导或同轴吸收元件等许多方面。

吸波材料的评价指标是其特性参数—吸波材料的反射率。所以在研究吸波材料时，需要对吸波材料的反射率进行全面的考察研究，这些材料在实际应用时，可能会运用于不同的温度下，因而需要对吸波材料的相关特性参数进行变温测试，以全面了解材料的温度特性，进而指导耐高温吸波材料的研究和制备。

对吸波材料进行变温测试，必须搭建相应的变温测试系统平台。由于变温测试系统主要用来对材料的温度特性进行研究，反射率测试具有平板式加热、温度均匀、快速升温提高效率等特殊要求，因此实现高温反射率的测试不仅要考虑炉体的保温性能，还要考虑炉体材料的透波性能，特别是高温透波性能。而目前现有的高温炉仅考虑升温保温功能，而在透波性能上无法满足测试要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于测试材料超高温反射率的平板加热炉，所述平板加热炉可以对样品进行快速均匀升温并保持样品的高温，从而实现样品在高温状态下反射率的测试。

本实用新型技术方案如下：

一种用于测试材料超高温反射率的平板加热炉，其特征在于：所述平板加热炉包括炉体、微波装置、快速升温系统和气体保护系统，其中：

炉体由炉罩和加热底座组成，炉罩由外层的石英玻璃罩5和内层的多晶莫来石纤维内衬板3组成，所述多晶莫来石纤维内衬板3设置在的石英玻璃罩5内壁上；炉罩设置于加热底座上，且与加热底座之间形成密闭空间；加热底座上设有纤维板底座4，所述纤维板底座4由多晶莫来石纤维板雕刻而成，纤维板底座4上设有发热体1，所述发热体1整体呈方形，为双线结构，双线平行回折成平面螺旋结构；发热体1上设置有反射板2，待测样品放置于反射板2上；

微波装置由微波发射装置和微波接收装置组成，微波发射装置和微波接收装置对称设置在炉罩两侧；

快速升温系统由变压器6和温度控制器7组成，温度控制器7通过变压器6与发热体1相连；

气体保护系统与炉体相连通。

本实用新型采用的石英玻璃与多晶莫来石纤维板均为高温透波材料，石英玻璃罩实现真空环境，多晶莫来石导热系数极低可以对被测样品进行保温。通过温度控制器和变压器，可以对发热体加载低电压大电流，从而实现被测样品的快速升温。

作为优选的技术方案：

所述发热体1由碳碳复合材料制成，总外形尺寸为180*180mm、300*300mm或600*600mm，厚度为3～10mm。

所述发热体1最外圈截面积小于内圈的截面积。该优化后的碳碳发热体1具有外侧电阻大、中间电阻小的特点，对样品四周进行热补偿，实现被测样品的均匀加热。

所述发热体1与四周多晶莫来石纤维内衬板3之间的距离为100～150mm。

所述反射板2采用厚度为2～5mm的碳碳复合材料。

所述纤维板底座4厚度为100～200mm，纤维板底座4的上表面设有凹槽，凹槽根据发热体1的形状雕刻，用于镶嵌发热体1。

所述石英玻璃罩5采用玻璃磨砂口来实现密封。

所述气体保护系统包括机械泵8和高纯氩气瓶，并分别与炉体相连通。

本实用新型对发热体进行优化，整体设计为板装结构，加大了外圈电热丝的电阻，以增加外圈电热丝的发热量，对样品外侧进行热补偿，可实现样品的均匀加热。同时通过石英玻璃罩及磨砂接口来实现低氧环境，采用多晶莫来石纤维板为内衬材料来隔热与保温，利用石英玻璃及多晶莫来石材料的透波特性，可实现微波材料高温发射率的测试；通过低电压大电流可实现平板式高温炉的快速升温，提高测试效率。

附图说明

图1平板加热炉整体结构简图。

图2发热体俯视图。

图3发热体和纤维板底座位置关系图。

附图标记：1、发热体，2、反射板，3、多晶莫来石纤维内衬板，4、纤维板底座，5、石英玻璃罩，6、变压器，7、温度控制器，8、机械泵。

具体实施方式

实施例

如图1～3所示，一种用于测试材料超高温反射率的平板加热炉，包括炉体、微波装置、快速升温系统和气体保护系统，其中：

炉体由炉罩和加热底座组成，炉罩由外层的石英玻璃罩5和内层的多晶莫来石纤维内衬板3组成，所述多晶莫来石纤维内衬板3设置在的石英玻璃罩5内壁上；炉罩设置于加热底座上，与加热底座之间形成密闭空间，石英玻璃罩5采用玻璃磨砂口来实现密封；加热底座上设有纤维板底座4，所述纤维板底座4由多晶莫来石纤维板雕刻而成，纤维板底座4上设有发热体1，所述发热体1整体呈方形，为双线结构，双线平行回折成平面螺旋结构；发热体1上设置有反射板2，待测样品放置于反射板2上；

微波装置由微波发射装置和微波接收装置组成，微波发射装置和微波接收装置对称设置在炉罩两侧；

快速升温系统由变压器6和温度控制器7组成，温度控制器7通过变压器6与发热体1相连；

气体保护系统包括机械泵8和高纯氩气瓶，并分别与炉体相连通。

所述发热体1由碳碳复合材料制成，总外形尺寸为180*180mm，厚度为5mm，也可根据需要将总外形尺寸设计为300*300mm或600*600mm，厚度在3～10mm之间均可。

所述发热体1最外圈截面积小于内圈的截面积，该优化后的碳碳发热体1具有外侧电阻大、中间电阻小的特点，对样品四周进行热补偿，实现被测样品的均匀加热。

所述发热体1与四周多晶莫来石纤维内衬板3之间的间隙为100mm，这样可以将多晶莫来石纤维内衬板3对电磁信号的影响区别出来，从而得到样品在超高温下的反射率。

所述反射板2采用厚度为3mm的碳碳复合材料，可根据需要设计在2～5mm之间。

所述纤维板底座4厚度为100mm，可根据需要设计在100～200mm之间，纤维板底座4的上表面设有凹槽，凹槽根据发热体1的形状进行雕刻，用于将发热体1镶嵌在其中。

首先采用机械泵8对炉罩内抽真空，然后充入高纯ar气，实现低氧环境。石英玻璃罩5隔绝了样品与炉罩外空气的热交换，有助于样品的保温。同时炉罩内部的空气在密闭空间的对流，有助于样品温度的均匀。通过温度控制器7控制变压器6对发热体1加载低电压(35v)，大电流(200a)，由于纤维板底座4极低的导热系数，发热体1热量主要向样品传热，保证了热效率；发热体1经过优化，加大了外圈电热丝的电阻，从而增加了外圈电热丝的发热量，对样品外侧进行热补偿，使被测样品均匀加热，从而实现15分钟内样品中心与样品外侧温度均达到2000℃。多晶莫来石纤维内衬板3在高温下透波性能好，当样品温度到达指定温度2000℃时，微波发射装置发射测试用的微波信号穿透石英玻璃罩5与多晶莫来石纤维板内衬板3，在被测样品表面发生反射与折射，最后再穿透多晶莫来石纤维板内衬板3与石英玻璃罩5被微波接收装置接收，这样完成材料高温反射率的测试。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。