設備功能

熱衝(chong) 擊試驗裝置的實驗目的是在規定的試驗溫度和冷卻介質條件下，一定形狀和尺寸的試樣，在經受急熱急冷的溫度突變後，根據其破損程度來確定材料的抗熱衝(chong) 擊性能。根據用戶要求，可以實現五個(ge) SiC圓柱體(ti) 由高溫-低溫、高溫-水、低溫-水中往返放置，經受急熱急冷的溫度突變後，根據其破損程度來確定材料的抗熱衝(chong) 擊性能。設備中高溫部分爐體(ti) 采用矽碳管進行加熱，可以達到1420℃以內(nei) 的溫度，低溫爐體(ti) 采用矽碳管進行加熱，也可以達到1420℃以內(nei) 的溫度，兩(liang) 個(ge) 爐體(ti) 垂直放置，高溫爐體(ti) 在上部，低溫爐體(ti) 在下部，低溫爐底部為(wei) 恒溫水浴，樣品放置在高溫爐中加熱，後垂直落入到低溫爐或恒溫水浴中，能夠完成高溫爐→低溫爐→高溫爐、高溫爐→恒溫循環水槽→高溫爐或低溫爐→恒溫循環水槽→低溫爐的多次反複急冷急熱衝(chong) 擊，進而完成芯塊的熱衝(chong) 擊性能測試。測試過程中，芯塊在高溫區至低溫區的轉移能夠能夠能夠快速完成，為(wei) 防止芯塊在轉移過程中大幅降溫，芯塊在高溫區轉移至低溫區後，有相應控製手段，保證低溫爐或恒溫循環水槽內(nei) 溫度不出現大幅波動進而影響測試結果。

主要技術參數

本裝置中，高溫爐與(yu) 低溫爐全部采用碳化矽管進行加熱，兩(liang) 個(ge) 爐體(ti) 可實現在室溫~1420℃間連續升溫可調，並可實現任意點恒溫。

●高溫爐（熱衝(chong) 擊實驗高溫區）：

（1）加熱體(ti) 材料：碳化矽管元件；

（2）最高工作溫度：1420℃；

（3）控溫精度：優(you) 於(yu) ±0.5℃；

（4）恒溫區長度：120mm；

（5）爐腔內(nei) 徑：150mm；

（6）熱偶最大允差：±0.25%t；

（7）熱偶測溫端距樣品距離：8mm；

（8）最大升溫速率：80℃/min；

（9）恒溫區溫場均勻性：≤±0.5℃；

（10）爐壁表麵溫升：≤45℃；

（11）真空單元：真空度≤8Pa，抽速4L/s，真空計精度：真空計選用品牌為(wei) 成都正華，相對示值誤差20%；

（12）氣路單元：該單元為(wei) 3台氣體(ti) 質量流量控製器，實現3氣路氣體(ti) 流速連續可調，氣體(ti) 流速範圍（0~100）ml/min，3路質量流量控製器適用於(yu) N2、Ar、He等惰性保護氣氛。並配備電磁閥，3路氣路間可自動切換。

●低溫爐（熱衝(chong) 擊實驗低溫區）：

（1）加熱體(ti) 材料：碳化矽管元件；

（2）最高工作溫度：1420℃；

（3）控溫精度：優(you) 於(yu) ±0.5℃；

（4）恒溫區長度：120mm；

（5）爐腔內(nei) 徑：150mm；

（6）熱偶最大允差：±0.25%t；

（7）熱偶測溫端距樣品距離：8mm；

（8）最大升溫速率：80℃/min；

（9）恒溫區溫場均勻性：≤±0.5℃；

（10）爐壁表麵溫升：≤45℃；

（11）真空單元：真空度≤8Pa，抽速4L/s，真空計精度：真空計選用品牌為(wei) 成都正華，相對示值誤差20%；

（12）氣路單元：該單元為(wei) 3台氣體(ti) 質量流量控製器，實現3氣路氣體(ti) 流速連續可調，氣體(ti) 流速範圍（0~100）ml/min，3路質量流量控製器適用於(yu) N2、Ar、He等惰性保護氣氛。並配備電磁閥，3路氣路間可自動切換；

（13）樣品由高溫爐轉移至低溫爐後，爐內(nei) 溫度應保持在設定溫度±5℃之內(nei) 。

●恒溫循環水槽：

（1）溫度範圍：-20~100℃，循環水槽同時具備加熱及冷卻功能，且能夠實現-20~100℃任意點水溫的恒定；

（2）溫度控製精度：優(you) 於(yu) 0.1℃；

（3）水槽容積：20L；

（4）水槽材質：采用304不鏽鋼，夾層需增加保溫材料，內(nei) 、外壁及保溫層總厚度≥30mm；

（5）樣品急冷過程中入水口水溫與(yu) 出水水溫溫差：≤5℃；

（6）可容納5個(ge) SiC芯塊，具備加熱和製冷功能，可通過設置，對循環水的溫度進行自動跟蹤調節，出水口流速可調，同時具有低液位及超溫報警及保護功能。

●樣品夾持及轉移機構：

（1）由中心杆及樣品夾具組成，可實現不同形狀、不同尺寸樣品的夾持和自動轉移；

（2）試樣與(yu) 試樣之間間距大於(yu) 10mm；

（3）試樣與(yu) 爐膛之間間距大於(yu) 30mm；

（4）在樣品轉移過程中不會(hui) 出現任何機械碰撞，導致樣品破損；

（5）可夾持5個(ge) SiC芯塊，實現試樣在高溫爐、低溫爐及循環水槽的自動快速換，切換時間可控，切換時間≤1s。

●樣品規格：

1）材料：SiC陶瓷；

2）形狀及尺寸：1、塊狀樣品：長度（5~35）mm、寬度（5~35）mm、高度（5~35）mm；2、柱狀樣品：直徑（5~35）mm，高度（5~35）mm；

3）單次試驗樣品量：5塊。

●控製係統：

（1）可根據溫控儀(yi) 反饋信號，控製高溫爐、低溫爐熱輸出電壓，實現對爐體(ti) 內(nei) 溫度的控製；

（2）可通過控製3路質量流量計、電磁閥等，自動設置反應氣體(ti) 種類並控製氣體(ti) 流速；

（3）可自動抽真空並實時顯示爐體(ti) 內(nei) 真空度值；

（4）可控製轉移機構在高溫爐→低溫爐或高溫爐→循環水槽之間自動轉移；

（5）可設置實驗程序，包括抽真空、真空度設置、保護氣氛類別、氣體(ti) 流速、高低溫區實驗溫度、恒溫時間、衝(chong) 擊實驗循環次數等參數，程序設定後，係統可自動運行，無需人為(wei) 幹預。

（6）聯鎖保護：具有超溫、過流、誤操作等聯鎖保護功能，可與(yu) 加熱單元產(chan) 生連鎖效應，保證設備遇到突發情況時，可及時對硬件或軟件進行保護；

（7）運行警報：加熱單元、真空單元、氣路單元工作異常時，可進行自動報警，報警方式為(wei) 聲光報警，並可通過組態軟件及控製櫃上的按鈕消除報警。