[发明专利]一种小型受热增压装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种小型受热增压装置，属于材料制备技术领域。

背景技术

材料科学等基础研究领域中，经常需要通过加热等手段烧结制备出小型材料样品(mm³～cm³级别)，用来进行物理或化学性状的分析和测试。而制备过程中如果在加热的同时对小型材料样品施加压力的话，可以使小型材料样品比无压的情况下拥有更好的致密度，其性能也会更加优越。现有的用于对此类小型材料样品产生加热加压效果的研究有：放电等离子烧结技术，可以实现一边加压、一边加热的处理效果；热胀冷缩产生压力的装置，专利号：200610166214.1，其原理是将被研究材料4过盈配合安装在内模具2中心部位的圆孔3内，并使其两端与内模具2的圆柱体弧度相吻合安装后构成一完整的圆柱体，再过盈配合套装在外模具1内，使圆孔3的两端封闭在外模具1内，且与外模具1的内表面完全吻合，利用不同材料热胀冷缩系数的差异，在加热过程中由内模具2和外模具1分别限制被研究材料4径向和轴向的自由膨胀，从而对被研究材料4产生压力。但是前者设备体积庞大，造价昂贵，制备小型材料样品的成本较高，而且国内拥有放电等离子烧结设备的单位很少，制备起来非常不便；后者要将被研究材料的两端制备成与内模具2的圆柱体弧度和外模具1的内表面相吻合，这需要较高的制备技术，在通常的试验室中实现起来也比较困难。综上所述，现有提供加热加压的设备，并不适合在试验室范围内普遍使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种小型受热增压装置，该装置可对其内部放置的小 型材料样品在加热过程中产生加压效果，而且适合在试验室范围内广泛使用。

其技术方案为：

一种小型受热增压装置，其特征在于：整套装置由内模具(3)、外模具(5)和两根工作柱(1)组成，工作柱(1)沿轴线方向排放过盈配合嵌入内模具(3)中，内模具过盈配合套装在外模具(5)中，工作柱和内外模具材料是将热膨胀系数大的材料过盈配合安装在热膨胀系数小的材料内。

所述的小型受热增压装置，内模具(3)为由两个同轴同尺寸的半圆柱体结合成的圆柱，每个半圆柱体的内部都有一个同轴同尺寸的半圆柱体空腔，每个半圆柱体由两个脱模孔(4)连通半圆柱体的外侧表面和内部半圆柱体空腔，孔的轴线垂直于内模具的结合面且通过内模具半圆柱体的轴线。

所述的小型受热增压装置，外模具的径向截面为圆环型，其内径与内模具可过盈配合安装。

所述的小型受热增压装置，一套两根工作柱，沿轴线方向排放可过盈配合嵌入内模具内部的空腔中。

本发明的工作原理为：先将原材料通过小型液压机等设备机械加工成与工作柱同直径的原材料小圆片(加热后形成小型材料样品)，与一套两根工作柱一起过盈配合嵌入内模具的内部空腔内，拼合内模具的两个半圆柱体成为一个完整的圆柱体，再过盈配合套装在外模具中。由于利用的是不同材料热胀冷缩系数的差异，须将热膨胀系数大的材料过盈配合安装在热膨胀系数小的材料内，这样在整体受热时，原材料会因不能自由膨胀而受到压力，且承受的压力会因温度的升高而增加。如果内外模具受到内部原材料的反作用力超过其承受的强度极限时，可在保持内模具内部空腔形状不变的情况下，通过增大内外模具的尺寸来增加其耐受的强度极限。这样，在制备小型材料样品的过程中，实现了受热增压的效果。制备完成后，可借助脱模工具方便取出小型材料样品。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1.原材料的准备简单易行，只需用模具压成与工作柱配合的小圆片即可；

2.大大降低加压热处理的试验成本；

3.整套装置体积小巧，易于加工，简单实用，便于装配，可普遍在试验室范围内使用。

附图说明

图1是本发明实施例的内模具分解立体图；

其中：1、工作柱  2、原材料小圆片(小型材料样品)

3、内模具  4、脱模孔

图2是本发明实施例的外模具立体图；

其中：5、外模具

图3是本发明实施例装配完成后的整体剖视图

具体实施方式

实施例1