專利名稱：陶瓷材料抗熱震性自動測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種測試技術(shù)領(lǐng)域的裝置，特別是一種測試陶瓷材料抗熱震性能的實驗裝置。
背景技術(shù)：
抗熱震性能是指材料承受溫度急劇變化而不致破壞或失效的能力。陶瓷材料在加工或使用過程中，經(jīng)常受到環(huán)境溫度變化的熱沖擊，因此抗熱震性是陶瓷材料的一個重要的性能，它成為陶瓷眾多優(yōu)異性能能否得到充分發(fā)揮的制約因素，也是決定陶瓷材料可靠性和使用壽命的關(guān)鍵因素之一。影響陶瓷抗熱震性能的因素比較復(fù)雜，雖然對其抗熱震性有一定的理論解釋，但是尚不完善，至今還未建立一個反映材料實際抗熱震性能的評價方法。因此，對抗熱震性能的評價主要依靠實驗測定的方法。由于缺乏統(tǒng)一的測試評價方法，導致了現(xiàn)有的陶瓷抗熱震性能測試儀存在一定的弊端。 目前抗熱震性測試方法所存在首要的問題是急冷急熱循環(huán)過程中需要反復(fù)手動放置試樣，缺乏自動操作功能。二是的多次循環(huán)熱震的連續(xù)性差，使得試驗周期長，整個試驗操作過程較為費時。三是試樣在加熱爐中的保溫時間，熱震過程中的急冷速度和冷卻時間可控性差，導致了測試的數(shù)據(jù)可重復(fù)性差，降低了實驗精度。四是熱震急冷方式較為單一，適用范圍窄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明開發(fā)了一種陶瓷材料抗熱震性自動測試儀用來測試和表征陶瓷材料的抗熱震性能。通過陶瓷抗熱震性能試驗，了解陶瓷材料經(jīng)受熱震后的失效特點以及對其構(gòu)件使用可靠性和壽命的預(yù)測提供了條件。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種陶瓷材料抗熱震性自動測試儀，是包括支架4 ；往復(fù)移動裝置，用于運送陶瓷試驗樣品反復(fù)進出加熱裝置內(nèi)部；加熱裝置，用于加熱陶瓷試驗樣品；冷卻裝置，用于冷卻被加熱的陶瓷試驗樣品；自動運行控制裝置，用于控制往復(fù)移動裝帶動陶瓷試驗樣品反復(fù)進出加熱裝置的次數(shù)、頻率、加熱時間、冷卻時間；所述往復(fù)移動裝置設(shè)置在支架上，往復(fù)移動裝置一段設(shè)置有樣品籃5，加熱裝置為中空結(jié)構(gòu)，供樣品籃5在往復(fù)移動裝置的帶動下進出加熱裝置內(nèi)部，冷卻裝置位于加熱裝置的出口端。所述往復(fù)移動裝置包括升降桿I和升降驅(qū)動裝置2，加熱裝置為加熱器6、冷卻裝置為冷卻液箱9和/或鼓風機10，所述升降驅(qū)動裝置2設(shè)置在支架4上方，升降驅(qū)動裝置2上連接有升降桿1，樣品籃5設(shè)置在升降桿I下端，加熱器6設(shè)置在升降驅(qū)動裝置2下方，力口熱器6內(nèi)部上下貫通,加熱器6下方設(shè)有冷卻液箱9,冷卻液箱9側(cè)方設(shè)有鼓風機10。實施例中的為上下進出加熱器的工作方式，也可以適當變換，改稱水平進出加熱器的工作方式。其所作改進也屬于本發(fā)明的保護范圍。所述加熱器6內(nèi)包括外部的保溫材料7和設(shè)置在保溫材料7的內(nèi)部加熱體8。所述加熱器6內(nèi)設(shè)有溫度傳感器12。所述支架4上設(shè)有限位開關(guān)11。所述陶瓷材料抗熱震性自動測試儀還包括控制箱3，自動運行控制裝置設(shè)置在控制箱3內(nèi)。
所述支架4上設(shè)有行程開關(guān)，行程開關(guān)包括正行程開關(guān)和負行程開關(guān)，用于控制升降桿I往復(fù)運動的行程。一種陶瓷材料抗熱震性自動測試儀的測試方法，其特征在于包括將測試樣品放置在加熱裝置中的高溫T2環(huán)境下加熱時間tl的步驟；將測試樣品通過往復(fù)移動裝置從加熱裝置移動到冷卻裝置的步驟；將測試樣品在冷卻裝置中的低溫Tl環(huán)境下冷卻時間t2的步驟；將測試樣品通過往復(fù)移動裝置從冷卻裝置移動到加熱裝置的步驟；由自動運行控制裝置控制往復(fù)移動裝置帶動試驗樣品反復(fù)進出加熱裝置和冷卻裝置的次數(shù)、頻率、加熱時間tl、冷卻時間t2的步驟。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的陶瓷材料抗熱震性自動測試儀可自動、連續(xù)實現(xiàn)全部自動化精確控制，測試過程中無需人工參與，大大節(jié)省時間，提高測試效率，本發(fā)明對于加熱溫度、加熱時間、拉桿升降速率、鼓風機功率、風速、冷卻液溫度等多項參數(shù)均可設(shè)定控制。測試準確性高，可以真實模擬陶瓷材料遭受的急劇溫度變化，可以客觀地制造陶瓷材料的開裂、剝落、斷裂等狀況。對評價陶瓷材料的熱抗震性具有積極的作用。


圖I是本發(fā)明的實施例的測試加熱前的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的實施例的測試加熱中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的實施例的測試冷卻時的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為升降桿、2為升降驅(qū)動裝置、3為控制箱、4為支架、5為樣品籃、6為加熱器、7為保溫材料、8為加熱體、9為冷卻液箱、10為鼓風機、11為限位開關(guān)、12為溫度傳感器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述一種陶瓷材料抗熱震性自動測試儀，是包括支架4 ；往復(fù)移動裝置，用于運送陶瓷試驗樣品反復(fù)進出加熱裝置內(nèi)部；加熱裝置，用于加熱陶瓷試驗樣品；冷卻裝置，用于冷卻被加熱的陶瓷試驗樣品；
自動運行控制裝置，用于控制往復(fù)移動裝帶動陶瓷試驗樣品反復(fù)進出加熱裝置的次數(shù)、頻率、加熱時間、冷卻時間；所述往復(fù)移動裝置設(shè)置在支架上，往復(fù)移動裝置一段設(shè)置有樣品籃5，加熱裝置為中空結(jié)構(gòu)，供樣品籃5在往復(fù)移動裝置的帶動下進出加熱裝置內(nèi)部，冷卻裝置位于加熱裝置的出口端。所述往復(fù)移動裝置包括升降桿I和升降驅(qū)動裝置2，加熱裝置為加熱器6、冷卻裝置為冷卻液箱9和/或鼓風機10，所述升降驅(qū)動裝置2設(shè)置在支架4上方，升降驅(qū)動裝置2上連接有升降桿1，樣品籃5設(shè)置在升降桿I下端，加熱器6設(shè)置在升降驅(qū)動裝置2下方，力口熱器6內(nèi)部上下貫通,加熱器6下方設(shè)有冷卻液箱9,冷卻液箱9側(cè)方設(shè)有鼓風機10。實施例中的為上下進出加熱器的工作方式，也可以適當變換，改稱水平進出加熱器的工作方式。其所作改進也屬于本發(fā)明的保護范圍。所述加熱器6內(nèi)包括外部的保溫材料7和設(shè)置在保溫材料7的內(nèi)部加熱體8。 所述加熱器6內(nèi)設(shè)有溫度傳感器12。所述支架4上設(shè)有限位開關(guān)11。所述陶瓷材料抗熱震性自動測試儀還包括控制箱3，自動運行控制裝置設(shè)置在控制箱3內(nèi)。所述支架4上設(shè)有行程開關(guān)，行程開關(guān)包括正行程開關(guān)和負行程開關(guān)，用于控制升降桿I往復(fù)運動的行程。本發(fā)明還提供一種陶瓷材料抗熱震性自動測試儀的測試方法，其特征在于包括將測試樣品放置在加熱裝置中的高溫T2環(huán)境下加熱時間tl的步驟；將測試樣品通過往復(fù)移動裝置從加熱裝置移動到冷卻裝置的步驟；將測試樣品在冷卻裝置中的低溫Tl環(huán)境下冷卻時間t2的步驟；將測試樣品通過往復(fù)移動裝置從冷卻裝置移動到加熱裝置的步驟；由自動運行控制裝置控制往復(fù)移動裝置帶動試驗樣品反復(fù)進出加熱裝置和冷卻裝置的次數(shù)、頻率、加熱時間tl、冷卻時間t2的步驟。為了減小樣品幾何形狀對測試結(jié)果的影響，測試樣品依據(jù)彎曲強度國家標準測試方法統(tǒng)一為長條形狀，尺寸規(guī)格為厚度3±0. 2mm,寬度為4±0. 2mm,試樣長度彡35mm。每組測試樣品的數(shù)量為5根。熱震測試溫差為Λ T=600°C加熱爐溫與水溫的溫差值，分別測試出5次、10次、20次、30次循環(huán)熱震后樣品的殘余彎曲強度值。高溫T2 :室溫至1200度，低溫Tl 0度或更低溫度的水、油里冷卻，Tl至T2之間速度可控、tl停留時間、t2實驗步驟I、在準備好測試樣品之后，將加熱爐的溫度設(shè)定為所需溫度，開啟加熱爐。2、將樣品水平放入試樣筐，在設(shè)定溫度下保溫2min后，樣品隨試樣筐在7s內(nèi)自動落入水中，在水中保持IOs后，經(jīng)過14s回升至加熱爐中。一次熱震過程3、經(jīng)過多次熱震循環(huán)后，取出樣品，用三點彎曲強度法測試其殘余彎曲強度。本發(fā)明的工作原理和過程為升降驅(qū)動裝置2驅(qū)動升降桿I上下移動，并通過限位開關(guān)11，控制驅(qū)動升降桿I下方的盛有待測陶瓷材料的樣品籃5到達各指定位置。首先樣品籃5進入加熱器6加熱至預(yù)定溫度，再下降移出加熱器6，將樣品籃5置于冷卻液箱9內(nèi)或置于冷卻液箱9與加熱器6之間的鼓風機10吹風口處,對樣品籃5內(nèi)的待測陶瓷材料進行風冷、液冷或風冷與液冷組合進行，冷卻液箱9內(nèi)盛有水、油等冷卻介質(zhì)。待測陶瓷材料冷卻后再通過升降桿I提升進入加熱器6加熱，循環(huán)往復(fù)多次，直到測試結(jié)束。
上面所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計構(gòu)思前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明請求保護的技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種陶瓷材料抗熱震性自動測試儀，其特征是包括 支架(4)； 往復(fù)移動裝置，用于運送盛有陶瓷試驗樣品的樣品籃(5)反復(fù)進出加熱裝置內(nèi)部； 加熱裝置，用于加熱陶瓷試驗樣品； 冷卻裝置，用于冷卻被加熱的陶瓷試驗樣品； 自動運行控制裝置，用于控制以下參數(shù)往復(fù)移動裝置帶動樣品籃(5)進出加熱裝置的次數(shù)；往復(fù)移動裝置帶動樣品籃(5)往進出加熱裝置的速度；樣品籃(5)在加熱裝置內(nèi)部停留時間以及在冷卻裝置內(nèi)的停留時間；加熱裝置內(nèi)部的加熱溫度；冷卻裝置中介質(zhì)的溫度； 所述往復(fù)移動裝置設(shè)置在支架(4 )上，往復(fù)移動裝置一端設(shè)置有樣品籃(5 )，加熱裝置為中空結(jié)構(gòu)，供樣品籃(5)在往復(fù)移動裝置的帶動下進出加熱裝置內(nèi)部，冷卻裝置位于加熱裝置的出口端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陶瓷材料抗熱震性自動測試儀，其特征是所述往復(fù)移動裝置包括升降桿(I)和升降驅(qū)動裝置(2)，加熱裝置為加熱器(6)、冷卻裝置為冷卻液箱(9)，所述升降驅(qū)動裝置(2)設(shè)置在支架(4)上方，升降驅(qū)動裝置(2)上連接有升降桿(1)，樣品籃(5 )設(shè)置在升降桿(I)下端，加熱器(6 )設(shè)置在升降驅(qū)動裝置(2 )下方，加熱器(6 )內(nèi)部上下貫通，加熱器(6)下方設(shè)有冷卻液箱(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陶瓷材料抗熱震性自動測試儀，其特征在于所述鼓風機(10)還包括設(shè)置在冷卻液箱(9)側(cè)方的鼓風機(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陶瓷材料抗熱震性自動測試儀，其特征在于所述冷卻液箱(9 )內(nèi)設(shè)有溫控儀；所述支架(4 )上設(shè)有限位開關(guān)(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陶瓷材料抗熱震性自動測試儀，其特征在于所述加熱器(6)內(nèi)包括外部的保溫材料(7)和設(shè)置在保溫材料(7)的內(nèi)部加熱體(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的陶瓷材料抗熱震性自動測試儀，其特征在于所述加熱器(6)內(nèi)設(shè)有溫度傳感器(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陶瓷材料抗熱震性自動測試儀，其特征在于所述陶瓷材料抗熱震性自動測試儀還包括控制箱(3)，自動運行控制裝置設(shè)置在控制箱(3)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陶瓷材料抗熱震性自動測試儀，其特征在于所述支架(4)上設(shè)有行程開關(guān)，行程開關(guān)包括正行程開關(guān)和負行程開關(guān)，用于控制升降桿(I)往復(fù)運動的行程。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陶瓷材料抗熱震性自動測試儀，其特征在于所述升降驅(qū)動裝置(2)為油缸、氣缸、直線電機、齒輪齒條裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陶瓷材料抗熱震性自動測試儀的測試方法，其特征在于包括 將測試樣品放置在加熱裝置中的高溫T2環(huán)境下加熱時間tl的步驟； 將測試樣品通過往復(fù)移動裝置從加熱裝置移動到冷卻裝置的步驟； 將測試樣品在冷卻裝置中的低溫Tl環(huán)境下冷卻時間t2的步驟； 將測試樣品通過往復(fù)移動裝置從冷卻裝置移動到加熱裝置的步驟； 由自動運行控制裝置控制往復(fù)移動裝置帶動樣品籃(5)進出加熱裝置的次數(shù)的步驟；往復(fù)移動 裝置帶動樣品籃(5)往進出加熱裝置的速度的步驟；樣品籃(5)在加熱裝置內(nèi)部停留時間以及在冷卻裝置內(nèi)的停留時間的步驟；加熱裝置內(nèi)部的加熱溫度；冷卻裝置中介質(zhì)的溫度的步驟。
全文摘要
一種陶瓷材料抗熱震性自動測試儀，其特征是包括支架(4)，往復(fù)移動裝置，冷卻裝置，自動運行控制裝置，所述往復(fù)移動裝置設(shè)置在支架上，往復(fù)移動裝置一段設(shè)置有樣品籃(5)，加熱裝置為中空結(jié)構(gòu)，供樣品籃(5)在往復(fù)移動裝置的帶動下進出加熱裝置內(nèi)部，冷卻裝置位于加熱裝置的出口端。本發(fā)明的陶瓷材料抗熱震性自動測試儀可實現(xiàn)全部自動化精確控制，測試過程中無需人工參與，大大節(jié)省時間，提高測試效率，對評價陶瓷材料的熱抗震性具有積極的作用。
文檔編號G01N3/60GK102768158SQ20121016938
公開日2012年11月7日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者史東春, 李愷, 耿龍興, 郭露村 申請人:南京工業(yè)大學