[发明专利]一种高温蠕变真空/气氛环境装置

说明书

本发明属于材料力学性能测试技术领域，公开了一种高温蠕变真空环境/气氛装置，包括用于内置蠕变试样的石英玻璃管，石英玻璃管内表面覆有耐高温薄膜；石英玻璃管的两端分别通过密封卡箍与密封卡盘固定；上部的密封卡盘通过波纹管与作动输出轴的法兰盘连接，且该法兰盘连接有排气接管；作动输出轴通过试验夹具连接蠕变试样的加载端；蠕变试样的固定端通过试样固定夹块与载荷传感器连接；下部的密封卡盘连接有加热线管、热电偶、真空接管和气氛接管。本发明能够解决高温下材料氧化、劣化的技术问题，实现气氛或真空环境下的高温蠕变测试，不仅极大地提高了高温蠕变环境装置的经济性，也同时使得高温蠕变的实验操作更加简便易行。

技术领域

本发明属于材料力学性能测试技术领域，具体的说，是涉及一种用于拉压疲劳、蠕变试验机上的高温气氛环境装置。

背景技术

高温蠕变能有效地预示材料在高温下长期使用时的应变趋势和断裂寿命，是材料的重要力学性能之一。高温蠕变实验需要在较高的温度下长时间的进行加载，因而金属材料会不可避免的发生氧化。对于小型试样来说，氧化层的厚度变化对材料测试的影响不可忽略，尤其是对于钢、锆等高温下易氧化的金属。工程师们开发了高温气氛和真空加热炉来解决这个问题，但无一例外的是，这些环境装置体积笨重、经济性差、操作繁琐，因此未广泛在高温蠕变实验中使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温蠕变真空环境/气氛装置，能够解决高温下材料氧化、劣化的技术问题，实现气氛或真空环境下的高温蠕变测试，不仅极大地提高了高温蠕变环境装置的经济性，也同时让高温蠕变的实验操作更加简便易行。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

本发明提供了一种高温蠕变真空环境/气氛装置，包括用于内置蠕变试样的石英玻璃管，所述石英玻璃管以其轴向竖直设置；所述石英玻璃管的两端分别通过密封卡箍与密封卡盘固定；

所述石英玻璃管上部的所述密封卡盘通过波纹管与作动输出轴的法兰盘连接；所述作动输出轴的法兰盘连接有排气接管，所述排气接管为单向气体通道；

所述作动输出轴用于对蠕变试样提供额定载荷；所述作动输出轴与试验夹具连接；所述试验夹具用于连接蠕变试样的加载端；

试样固定夹块一端用于连接蠕变试样的固定端，另一端与载荷传感器连接；所述载荷传感器位于所述石英玻璃管外部，用于测量对蠕变试样加载的载荷大小，并与所述作动输出轴配合进行反馈控制；

所述石英玻璃管下部的所述密封卡盘连接有加热线管、热电偶、真空接管和气氛接管；所述加热线管内部设置有加热组件，用于对所述石英玻璃管内部进行加热；所述热电偶的测量端用于与所述蠕变试样的标距段相接触；所述真空接管用于对所述石英玻璃管内部抽真空，所述气氛接管用于向所述石英玻璃管通入惰性或其他气氛的气体。

进一步地，所述石英玻璃管内表面附着有耐高温的聚均苯四甲酰亚胺塑料膜。

更进一步地，所述聚均苯四甲酰亚胺塑料膜按照如下制备方法得到：

所述石英玻璃管内表面附着所述聚均苯四甲酰亚胺塑料薄膜，其制备过程如下：

(1)配置四氟乙烯搅拌浆，并加入二胺单体m-TFPDA，制备为质量分数为0.4～0.45％混合液；

(2)待步骤(1)所得混合液中的二胺单体m-TFPDA完全溶解后，加入二酐单体，使二酐单体的质量分数为1～1.06％；

(3)按照0.7-0.8％的质量分数加入二甲基乙酰胺作为溶剂，并且控制反应体系的固体量(质量分数)在10±0.1％；

(4)将步骤(3)所得混合液在室温通氮气反应后过滤，得到PAA溶液；

(5)将清洁后的石英玻璃管放置于步骤(4)所得PAA溶液中，竖直离心处理；