[发明专利]用于气炮/火炮预加热冲击实验的石墨支撑系统

权利要求书

1.一种用于气炮/火炮预加热冲击实验的石墨支撑系统，其特征在于，包括：

水冷盘，其中部开设容纳槽，所述容纳槽中部开设有通孔Ⅰ；所述水冷盘内设置有冷却水循环通道；所述冷却水循环通道上设置有进水口和出水口；

金属底座，其包括一体成型的底盘和位于底盘上的容纳环；所述底盘中部开设有通孔Ⅱ；所述金属底座的底盘可拆卸连接在水冷盘的容纳槽内；

石墨支撑体，其为圆柱筒体结构，所述石墨支撑体可拆卸连接在所述金属底座的容纳环内；所述石墨支撑体的圆柱筒体结构的内壁上均匀设置有用于固定预加热冲击实验样品的多个凹槽；所述预加热冲击实验样品包括一体成型的样品本体和位于样品本体上的多个支撑腿；所述多个支撑腿可置于多个凹槽内以实现预加热冲击实验样品的固定；

所述石墨支撑体的制备方法包括以下步骤：

步骤一、按重量份，取沥青焦粉50~100份、石油焦粉30~50份、改性石墨粉10~30份、氮化硼1~5份和凹凸棒土3~5份，置于真空捏合机中，以150~160℃的温度敞开混合30~60min，然后加入20~30份沥青浆料，抽真空并混捏60~90min，再升温至230~250℃真空混捏1~2h，其中捏合机正向转速控制在100~150r/min；

步骤二、将步骤一得到的物料加入轧片机中轧成料片；然后将料片磨成粉料；将粉料装入石墨支撑体模具中压实并抽真空处理，再送入等静压机中以1~5MPa/min的升压速率上升至160~200MPa，稳压30min，再以5~10MPa/min的泄压速率泄压至50~80MPa，稳压20min；最后以1~2MPa/min的泄压速率泄压至室压，脱模后得到生坯石墨支撑体；

步骤三、将生坯石墨支撑体加入焙烧炉中在850~1200℃下进行焙烧，得到焙烧石墨支撑体；

步骤四、将焙烧石墨支撑体浸入浸渍液中，真空加压，浸渍压力为1.2~1.5MPa，浸渍温度为100~120℃，真空度为-0.08MPa，浸渍时间为3~5小时；浸渍结束后在150~200℃下干燥至恒重；得到浸渍石墨支撑体；

步骤五、将浸渍石墨支撑体加入石墨化炉中石墨化，石墨化的过程为：在隔绝空气的情况下，加入提纯气体，先以50~60℃/h的速度升温至1200~1500℃，保温1~3h，然后以20~30℃/h的速度升温至2000~2400℃时；保温1~3h，再以10~20℃/h的速度升温至2800~3000℃，保温0.5~1h，冷却，得到石墨支撑体。

2.如权利要求1所述的用于气炮/火炮预加热冲击实验的石墨支撑系统，其特征在于，所述金属底座的底盘大小与水冷盘的容纳槽大小相匹配；所述底盘与容纳槽的可拆卸连接方式为螺钉连接。

3.如权利要求1所述的用于气炮/火炮预加热冲击实验的石墨支撑系统，其特征在于，所述石墨支撑体与金属底座的可拆卸连接方式为石墨支撑体卡在金属底座的容纳环内。

4.如权利要求1所述的用于气炮/火炮预加热冲击实验的石墨支撑系统，其特征在于，所述沥青浆料的制备方法为：在100份改性沥青中加入150~200份石油醚中，然后加入5~10份1,3-二甲基咪唑六氟锑酸盐，搅拌，得到沥青浆料；所述改性沥青的制备方法为：按重量份，将100~150份沥青加热至80~100℃，然后加入超临界反应装置中，再加入5~10份的氧化石墨烯和20~30份十二烷基二甲基苄基氯化铵，在超临界反应装置密封后通入二氧化碳至40~60MPa、温度85~90℃的条件下搅拌1~2h，然后卸去二氧化碳压力，得到改性沥青。

5.如权利要求4所述的用于气炮/火炮预加热冲击实验的石墨支撑系统，其特征在于，所述改性沥青还包括以下改性过程：取改性沥青100~120份，加热到120-130℃，然后加入10~20份乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、1~5份十八胺聚氧乙烯醚、1~3份1,3-二甲基咪唑六氟锑酸盐、1~2份纳米巯基乙酸镧、3~5份环烷基橡胶油、1~3份乙酰丙酮钛经高速剪切仪器在120~130℃下以2000~4000rpm转速剪切30~60分钟，即得到改性沥青。

6.如权利要求1所述的用于气炮/火炮预加热冲击实验的石墨支撑系统，其特征在于，所述浸渍液包括以下重量份的原料组成：六偏磷酸钠30~50份、5~8份纳米二氧化钛、0.5~1份氧化镧、0.1~0.5份硝酸锆、0.1~0.3份硝酸钯、1~5份四硼酸钠、3~5份氟化钠、3~5份柠檬酸、1~3份二烯丙基二甲基氯化铵、0.3~0.5份1,3-二甲基咪唑硝酸盐、1~3份丙烯酰胺、0.3~0.5份亚硒酸钠、80~100份水。