一种用于金属微型试样高温实验的小型加热装置的制作方法

本发明属于材料测试技术领域，特别是涉及一种用于金属微型试样高温实验的小型加热装置。

背景技术：

随着科技的不断发展和创新，人们对金属材料的性能要求越来越高。高温下金属材料具有明显不同于常温的力学性能，如何有效的利用这一特点或者避免其形成高温缺陷，就使得对金属材料的高温力学行为研究变得十分重要。

目前材料试验设备的研究，朝着设备小型化，试验过程简单化，测量电子化的方向发展。如美国TA仪器公司(原美国杜邦公司仪器部)的蠕变分析仪。其温度测量范围为：一150℃至 1000℃，最大样品高度为:25mm，最大样品直径为：10mm，灵敏度为：100mn，位移范围为：+/-2.5mm，载荷范围为：0.001～1.0牛顿，测试环境为静态，或采用控制流量的惰性和反应性气体，防止试样表面氧化。

关于对材料加热的方法，《轻合金板超塑成形中的脉冲电流加热方法及其宏微观分析》中提到脉冲电流加热方法，在1分内将镁合金板材加热至400℃，效率极高，但要求的电流密度高达27.5A/mm²，要达到1000℃以上的温度，对导线的要求太苛刻；《航空发动机涡轮叶片发射率测量》中采用坩埚电阻炉对整片涡轮叶片加热，最高温度达到800℃，距离发动机叶片最高工作温度1400℃-1600℃，另外整个炉体不方便改造，对测量高温蠕变等造成了困难。

现有的加热装置无法满足金属微型试样高温实验的要求，因此，开发出用于金属微型试样高温实验的小型加热装置具有重要意义。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题，就是提出一种金属微型试样高温实验的小型加热装置，提供室温～1600℃可调节的小范围温度场。

解决以上技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种用于金属微型试样高温实验的小型加热装置，该装置包括壳体、加热芯、隔热材料、温度控制器，其中加热芯水平贯穿安装在壳体一组对面的中心轴线上，隔热材料安装在加热芯与壳体之间，所述加热芯包括电阻丝和陶瓷管，电阻丝均匀紧密缠绕在陶瓷管外表面，陶瓷管内部设置热电偶，用来检测加热芯的实际温度；所述温度控制器根据加热芯的实际温度来控制陶瓷管内部的温度。

进一步的，所述的壳体为立方体金属盒子，壳体的一组对面开有圆形窗。

进一步的，在圆形窗上加装石英玻璃，将其改装成视窗，用于进行材料表面光学参数的测量。

进一步的，石英玻璃是带有滤波功能的光学玻璃，可透过特殊波段供光学测温设备测量。

进一步的，所述的隔热材料包括硅酸铝纤维毯和硅酸铝散棉，其中硅酸铝纤维毯缠绕在加热芯外表面，硅酸铝散棉填充在壳体的剩余空隙。

本发明的有益效果在于：该加热装置体积小、结构简单、紧凑，能够针对微型板状、丝状、圆柱体试件进行局部高达1600℃的高温加热；小的加热区域可以缩短加热时间；小的加热区域能够提供更均匀的温度场；装置表面的滤波石英玻璃可根据光学测温设备需要随时更换，方便测量。

附图说明

图1为本发明的加热芯示意图；

图2为本发明的壳体示意图；

图3为本发明的结构示意图；

图中：1.加热芯，2.电阻丝，3.云母管，4.壳体，5.前表面，6.后表面，7.隔热材料， 8.滤波石英玻璃。

具体实施方式

下面结合附图用实例对本发明作进一步说明。

如图1、2、3所示，一种金属微型试样高温实验的小型加热装置，包括壳体4、加热芯1、隔热材料7、温度控制器，其特征是：所述的加热芯1水平贯穿安装在壳体4一组对面5、6 的中心轴线上，隔热材料安装在加热芯与壳体之间。

在本实施例中，所述电热芯1包括电阻丝2和云母管3，其中电阻丝2紧密均匀缠绕云母管3。在电热芯1和壳体4之间安装有隔热材料，隔热材料紧密填满所有壳体空隙。为电热丝供电使其发热，云母管3的内部安装有温度传感器，配合温度控制器使用，方便实验人员读取并控制温度。

所述的温度控制器只要设定小型加热装置的温度，启动开关就可以自动控制加热开关用电阻丝2加热，同时利用温度传感器实时测量小型加热装置的温度来控制加热开关的通断继而实现温度控制。