[发明专利]一种超重力环境下材料高温定向凝固实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种超重力环境下材料高温定向凝固实验装置，其特征在于，具备：

具有第一实验单元、和与第一实验单元镜像配重的第二实验单元的离心机单元；

安装于所述第一实验单元的安瓿单元；

控制装置温度的温控单元；和

对所述温控单元和所述离心机单元进行控制的控制单元；

所述安瓿单元具备：具有中空内腔的安瓿套管、嵌套安装于所述安瓿套管内侧底部且具有中空内腔的副加热组件、安装于所述副加热组件上部开口处且具有中空内腔的可熔融基材仓，放置于所述可熔融基材仓的中空内腔内的可熔融基材，嵌套入所述安瓿套管和所述可熔融基材仓内部且与可熔融基材的上端面抵接的坩埚管、以及设于所述安瓿套管与所述坩埚管之间的主加热组件；

所述可熔融基材熔融后流入下方的所述副加热组件的中空内腔中。

2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，

所述主加热组件包括：主加热件、缠绕于所述主加热件上的主加热电阻丝和主加热控温热电偶；

所述副加热组件包括：副加热件、缠绕于所述副加热件上的副加热电阻丝和副加热控温热电偶。

3.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，

所述安瓿套管上，分别在与所述主加热组件和所述副加热组件相对应的位置上形成有用于引出加热电阻丝电极的孔和用于安装热电偶的孔。

4.根据权利要求1任意一项所述的实验装置，其特征在于，

所述安瓿套管由高纯氧化铝或增韧氧化锆材料形成。

5.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，

所述可熔融基材仓底部开设有与所述副加热组件的中空内腔连通的漏管孔，且所述可熔融基材仓为双圆角封底结构。

6.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，

所述可熔融基材为高强度耐压玻璃，抗压强度为650~1900Mpa。

7.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，

所述主加热件和所述副加热件为高纯氧化铝，所述主加热电阻丝和所述副加热电阻丝为钨铼、钨、钼、或铂铑合金。

8.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，

所述主加热控温热电偶和所述副加热控温热电偶为铂铑40或钨铼热电偶。

9.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，

所述坩埚管为高纯氧化铝，且下端进行加厚加工。

10.一种超重力环境下材料高温定向凝固实验方法，其特征在于，

使用权利要求1至9中任意一项所述的实验装置，在预定的超重力场下，先通过所述主加热组件对所述坩埚管中的所述材料进行加热，在达到设定温度后，再通过所述副加热组件对所述可熔融基材仓中的所述可熔融基材进行加热使其可控熔化，熔融后的所述可熔融基材在重力影响下流入下侧的腔体内，所述坩埚管随之逐渐下移，从而局部离开高温区的所述材料实现定向凝固。