一种材料高温腐蚀性能测试装置

本技术涉及材料性能测试设备，具体涉及一种材料高温腐蚀性能测试装置，主要用于材料的恒温氧化试验和热循环氧化试验、热震试验以及材料在其他气体环境下的腐蚀试验。

背景技术：

1、随着现代工业特别是航空、航天、能源、冶金等行业的迅猛发展，对材料的使用温度要求愈来愈高，使用环境也愈来愈苛刻。在高温苛刻环境下，大部分材料都会被腐蚀如氧化、硫化、氮化等而造成其组织结构改变，进而影响服役性能，甚至结构失效造成重大损失。因此，测定材料的高温腐蚀性能对于掌握其服役行为、腐蚀机理并进行新材料设计来说是必不可少的。然而现有技术中存在设备功能单一、一次仅能测试单个样品、效率低下、无法集成恒温氧化、循环氧化以及热震等多种材料高温腐蚀性能测量模式于一体的问题。

2、中国专利cn106248726b、公告日2019-01-04公开了抗氧化涂层在500～2300℃区间热震/热疲劳性能和辐射特性测试装置，两个加热体一端固定在炉体内壁的两个相对应的两个盲孔内，另一端置于炉体的中心腔内并与高温夹具可拆卸连接，炉体的上、下开孔处设置上、下表面观察窗口，炉体侧壁内的两条冷却水通道中部设置在对应的加热体冷却层内部，冷却水出、入口与两条冷却水通道相通，引入及引出电极与两个加热体连接，炉体上、下端设有空气入、出口，空气入口与通风装置连通，发射率测量装置设置在上表面观察窗口的正上方，半透半反镜及测温装置设置在下表面观察窗口的正下方，ccd设置在半透半反镜一侧，该现有技术解决了目前没有抗氧化涂层在500～2300℃区间的热震/热疲劳性能和辐射特性测试装置的问题。在上述专利中可实现对样品进行交替加热和冷却处理，但是该现有技术需要取出样品人工称重，不能实时称重，也无法得到重量随时间的变化曲线，测试效率低且易破坏样品表面状态。

3、中国专利cn101799242b、公告日2011-08-10公开了一种可控快速升温热天平反应炉，包括高温炉反应装置、天平称量装置、气控装置及电控装置，高温炉反应装置采用两段加热，炉体温度通过电控装置进行设定、采集和传输；实验时，气控装置调节高温炉反应装置内的气体氛围，通过使用天平称量装置中的天平升降机构将样品迅速放入高温炉反应装置恒温区实现快速升温，样品的质量变化实时转换成电信号传输到电控装置中进行连续监测和存储。该现有技术加热速率的可控范围大，试验样品量的范围大，反应气氛可控，满足不同样品量、不同升温速率在各种可变反应条件下的热天平实验研究，而且常规测量设备可以进行在线气体成分分析，从而更为有利地揭示其反应过程的作用机理与控制策略。在上述专利中仅能进行恒温氧化试验，因没有冷却装置，无法实现循环氧化及热震性能测试。

4、中国专利cn112986327b、公告日2022-05-31公开了一种极速升温-气氛可变-重量实时的热分析装置及应用，包括有炉体反应装置、固定保护装置、样品称量装置及电控装置；其中样品称量装置中利用压力传感器代替传统热天平，结合移动炉体，实现宏观样品量(g～kg级)的测量，而且避免了移动测量物件产生的振动所带来的质量误差，同时采用耐腐蚀材料突破了热天平容易被腐蚀导致的局限性；可实现多种燃烧氛围与极速升温的任意组合，极大的提高了适用范围；可精确测量样品的热爆裂量，为后期热爆裂行为的研究提供了有效途径。在上述专利中可以实现样品质量的实时测量，但是该装置一次仅能测量一个样品，测试的效率低，且其通过加热区的物理移动实现样品的加热和冷却，极易容易造成炉体的损坏。

5、中国专利cn106679424b、公告日2018-08-28公开了一种全自动高温热震试验炉，由加热系统、冷却系统和旋转运动系统和控制系统组成，加热系统为一个依靠顶部炉盖密封的加热箱体；冷却系统由水冷槽和风冷装置组成，可根据不同的试验要求采取相应的冷却方式；旋转运动系统由机箱、大活塞杆、导向柱、横梁、伺服电机、光电开关、长臂、长杆、炉盖ⅰ、挂样盘、短臂、短杆、炉盖ⅱ组成。挂样盘固定在炉盖ⅰ上，炉盖ⅰ依靠长杆、长臂和伺服电机与大活塞杆相连，大活塞杆通过导向杆和横梁固定在机箱上；炉盖ⅱ通过短杆、短臂连接在机箱上。工作过程中依靠长臂、短臂的交互摆动以及大活塞杆的上下往复运动，可以自动实现对样品热震性能的测试。该现有技术的热震试验炉测试过程中无需人工参与，可节约时间，提高工作效率。在上述专利中依靠与试样相连接的长臂、短臂的交互摆动以及大活塞杆的上下往复运动，可以实现样品在炉体和冷却水之间的移动，但是其冷却方式是将试样直接浸没在水中，限定了试样种类，即试样不能与水反应。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提出一种材料高温腐蚀性能测试装置。

2、本实用新型提出一种材料高温腐蚀性能测试装置，包括炉体、连接于炉体的支架、设置于炉体内部的刚玉管、连接于支架的驱动件、连接于驱动件用以称量样品质量的称量件、用以对刚玉管内通入模拟空气或腐蚀性气体的供气件、用以检测刚玉管内部温度的温度检测件、设置于炉体内壁用以对刚玉管加热至设定温度的加热件、内部容置有冷却液和空气的冷却腔体、用以在样品进入刚玉管内或者冷却腔体内进行计时的计时件，所述刚玉管两端部分别贯穿设有可供样品通过的两个第一定位孔；所述驱动件驱动称量件朝着靠近刚玉管运动，使得称量件带动样品穿过刚玉管一端部的第一定位孔并进入刚玉管内部，所述驱动件驱动称量件朝着冷却腔体运动，使得称量件带动样品穿过刚玉管另一端部的第一定位孔并进入冷却腔体内。

3、进一步地，还包括分别设置于刚玉管两端部的两个密封圈、分别连接于两个密封圈远离刚玉管一侧面的两个盲板、用以分别将两个盲板分别连接于刚玉管的两个卡箍，所述第一定位孔设置于盲板上。

4、进一步地，所述刚玉管竖直设置，所述称量件设置于刚玉管上方，所述冷却腔体设置于刚玉管下方，所述炉体设置于支架中部。

5、进一步地，所述称量件包括称重传感器、竖直设置的耐高温合金吊线，所述耐高温合金吊线一端连接于称重传感器、另一端连接于样品，所述耐高温合金吊线的轴线与两个第一定位孔的轴线重合。

6、进一步地，所述驱动件包括固定于支架上竖直设置的滑轨、滑动连接于滑轨的滑台，所述称重传感器连接于滑台。

7、进一步地，所述驱动件还包括用以驱动滑台的电机、用以控制电机的控制器。

8、进一步地，所述供气件包括一端连接于刚玉管的进气管、设置于进气管上的气体流量计。

9、进一步地，还包括用以阻隔刚玉管和或加热件产生的热量传递至称量件处的隔温板，所述隔温板连接于支架，所述隔温板上贯穿设有用以供样品通过的第二定位孔。

10、进一步地，所述第一定位孔的直径为20~50mm，所述第二定位孔的直径为20~50mm。

11、进一步地，还包括安装于支架上透明挡风板。

12、本实用新型的一种材料高温腐蚀性能测试装置有以下有益效果：

13、称量件称量预设质量的样品；供气件给刚玉管通入模拟空气，加热件对刚玉管加热至设定温度，驱动件驱动称量件朝着靠近刚玉管运动，使得称量件带动样品穿过刚玉管一端部的第一定位孔并进入刚玉管内部，样品一直处于刚玉管内可以进行恒温氧化试验，驱动件驱动称量件朝着冷却腔体运动，使得称量件带动样品穿过刚玉管另一端部的第一定位孔并进入冷却腔体内，样品通过空气和冷却液进行热传递，从而给样品进行冷却，然后拉动样品再进入刚玉管中，循环操作，可以进行循环氧化和热震试验；供气件给刚玉管通入腐蚀性气体，加热件对刚玉管加热至设定温度，驱动件驱动称量件朝着靠近刚玉管运动，使得称量件带动样品穿过刚玉管一端部的第一定位孔并进入刚玉管内部，样品一直处于刚玉管内可以进行高温腐蚀试验；通过称量件、驱动件、加热件、冷却腔体和供气件的集成，解决现有技术功能单一，无法同时集成恒温氧化、循环氧化和热震试验功能的问题；通过称量件，解决了部分现有技术无法测获材料重量随时间变化数据的问题；通过在称重系统中同时安装两个或多个称重传感器，解决了现有技术单次仅能测量一个样品，效率低下的问题；本装置可以通入不同的腐蚀性气体，可研究不同腐蚀性环境下材料的高温腐蚀行为；设备结构简单，各系统之间相互独立，仪器的维修和查错方便。