[实用新型]一种用于核材料拉伸试样高温离子辐照的加热装置

说明书

所属技术领域

本实用新型属于核材料离子辐照技术领域，特别涉及一种给被辐照材料拉伸试样提供高温的加热装置。

背景技术

近年来，我国确立了大力发展核能的国家中长期能源发展战略。自主发展先进核能技术，需要研发能在高辐照、高温、高应力、高腐蚀等严酷的服役环境下长期可靠工作的先进核材料。其中核材料在高温下的高剂量辐照损伤是核能环境下一个普遍存在的问题，它对材料的微观结构和力学性质、腐蚀行为等都有着严重影响。高温下的辐照损伤研究是理解核材料服役行为和改进材料的成份、工艺等的基础。

对核材料在高温条件下进行离子辐照后，可用于对其进行应力拉伸性质测试。目前进行这种测试所用的核材料试样均采用“H”形标准形状薄片，即由两个端头和其中部相连的肋所构成的薄片。而目前用于离子辐照中的加热器多为直热式加热器，即直接将试样贴于发热表面，由于加热器外形不针对标准形状薄片核材料试样，因而集中热量效果不理想，其离子辐照温度一般在500℃以下，不能满足当前对超临界水堆、核聚变堆等先进核能系统的核材料的高温辐照损伤研究的要求。要研究高温下的辐照损伤，加热技术是瓶颈。

实用新型内容

本实用新型的目的就是根据上述现有技术的不足，针对标准形状的核材料拉伸试样提供一种供其高温离子辐照的高效加热装置。

本实用新型由绝热绝缘材料制成的加热槽和加热槽盖所组成，其中：

1、加热槽的尺寸与核材料拉伸试样相适配，其内底部中端位置对应两个槽壁间有一由加热丝及其外的绝缘传热层所形成的突起肋，且与突起肋对应的槽壁上设有适于引入加热丝电源的切口。

2、加热槽盖的数量为两个，且其形状呈L形；其L形的一端与加热槽的一侧上端部相适配，L形的另一端与标准核材料试样的一侧端头顶部相适配。

作为优选，在实际应用中：

1、上述加热丝外层的绝缘传热层采用氮化硼薄片。

2、上述加热丝采用单层加热丝，其两端分别通过加热槽对应槽壁上的两个切口（6）伸出连接电源。

本实用新型在实际使用时，可将多个标准形状核材料薄片试样叠加在一起竖直放入加热槽中，其试样的两个端头的底面置于加热槽内底部中间突起肋的两端，其两个端头中间的连接肋贴近突起肋。两个加热槽盖分别盖在加热槽的两端，其L形状的一端与对应的加热槽的顶面对齐贴紧，其L形状的另一端与试样端头的上表面对齐贴紧。试样两端头中部连接肋未被加热槽盖盖住的部分用于离子辐照。当加热丝通电发热时，其产生的热量被有效地集中在试样中，可大大提高加热效率。

本实用新型使加热器的热量集中，有效防止了热量扩散到加热器外面，使离子辐照靶室温度不高，防止靶室的密封圈因为热膨胀而破环靶室的高真空。加热丝与样品之间用绝缘但导热性能良好的氮化硼薄片，氮化硼的导热系数是随着温度的升高而变大，这样既能有效地将热量传导给样品，又能防止加热丝被样品短路而影响加热效果。

本实用新型的有益效果还有：1、针对标准形状核材料拉伸试样，本实用新型比现有的加热器更加方便操作，热量集中，加热效果良好，且能同时加热多个样品，方便对多个样品同时进行离子辐照。2、能达到预定的高温条件（600-800℃），为当前超临界水堆、核聚变堆等先进核能系统的核材料的高温辐照损伤研究创造条件。

附图说明

附图1是用于拉伸测试的标准形状核材料试样的结构简图。

附图2是本实用新型的加热槽的俯视图。

附图3是附图2的A-A剖面图。

附图4是本实用新型加热槽盖的俯视图。

附图5是附图4的A-A剖面图。

附图6是本实用新型置入试样品后的A-A剖面图。

附图中：1-核材料拉伸试样，2-加热槽盖，3-加热槽，4-绝缘传热层，5-加热丝，6-加热槽壁切口。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本实用新型的具体实施方式进一步介绍如下：