本发明专利技术提供了一种可量化控制毛细芯孔隙率参数的烧结装置及方法，包括冲头、卡块、弹性连接件和套筒；其中，冲头的下端部设置在所述套筒内侧；所述冲头的下端部设置有卡块安装槽，所述卡块通过所述弹性连接件连接所述卡块安装槽的槽底；当通过卡块压缩所述弹性连接件时，所述卡块收纳至所述卡块安装槽中；所述套筒的内壁面上设置有与所述卡块相匹配的卡槽；当卡块收纳至所述卡块安装槽中，所述冲头能够插入所述套筒内，且所述卡块能够在所述弹性连接件驱动下进入所述卡槽。本发明专利技术可应用于环路热管等产品在研发、研制、试验、生产过程中快速获取指定孔隙率参数要求的毛细芯，具有成本低、快速、高效、定量的特点，应用前景广泛。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及毛细芯，具体地，涉及一种可量化控制毛细芯孔隙率参数的烧结装置及方法。
技术介绍
环路热管(LoopHeatPipe，简称LHP)是一种靠蒸发器内的毛细芯产品毛细抽力驱动回路运行，利用工质相变来传递热量的高效传热装置，具有传热能力强、热阻低、等温性好、效率高、无运动部件以及传输距离长等优点，从而使其成为了航天器热控以及高热流密度电子器件散热的有效装置。毛细芯是环路热管中最为关键的部件，毛细芯产生的毛细力为流体在环路中循环的唯一驱动力，其参数将直接影响环路热管性能的发挥；同时，毛细芯为环路热管各部件中最难加工的部分以及有着最高的成本，也是制约环路热管国产化的关键因素。研究结果表明，多孔结构通过毛细力抽吸工质进而驱动回路运行，其抽吸量取决于多孔结构总孔隙体积的大小，而抽吸的速率则随着多孔结构的渗透率与孔隙率的比值的增大和工质密度的增大而增大，因此在毛细芯尺寸、工质材料确定的情况下，毛细芯的孔隙率是制约毛细芯性能的关键参数。粉末冶金的方法是一种常用的制备毛细芯的方法，烧结工装性能的优劣直接决定了烧结后毛细芯的各项性能参数。目前，多数研究机构和单位主要是通过试验的方法确定好烧结材料的配比和烧结参数，用普通的烧结装置进行烧结，获得的毛细芯存在成功率低、周期长、批次性差异大、可重复性差等问题，严重制约了环路热管的国产化应用。本专利技术在现有的毛细芯烧结装置的基础上，进行优化设计，使其具有对毛细芯孔隙率等关键参数可量化控制的优点，进而解决了毛细芯烧结过程中成功率低、周期长、批次性差异大、可重复性差等问题，具有成本低、快速、高效、定量的特点，应用前景广泛。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种可量化控制毛细芯孔隙率参数的烧结装置及方法。本专利技术能够实现对烧结毛细芯关键参数孔隙率的量化控制，能够应用于环路热管等产品在研发、研制、试验、生产过程中快速获取指定孔隙率参数要求的毛细芯，具有成本低、快速、高效、定量的特点，应用前景广泛。根据本专利技术的一个方面提供的可量化控制毛细芯孔隙率参数的烧结装置，包括冲头、卡块、弹性连接件和套筒；其中，冲头的下端部设置在所述套筒内侧；所述冲头的下端部设置有卡块安装槽，所述卡块通过所述弹性连接件连接所述卡块安装槽的槽底；当通过卡块压缩所述弹性连接件时，所述卡块收纳至所述卡块安装槽中；所述套筒的内壁面上设置有与所述卡块相匹配的卡槽；当卡块收纳至所述卡块安装槽中，所述冲头能够插入所述套筒内，且所述卡块能够在所述弹性连接件驱动下进入所述卡槽。所述冲头用于对填装在套筒中的金属粉末进行施压、并通过卡块与卡槽进行配合，对金属粉烧结形成的多孔体进行高度h控制。优选地，还包括紧固件；所述套筒包括第一套筒和第二套筒；其中，第一套筒的下端设置有定位片，第二套筒的下端设置有与所述定位片相匹配的定位槽；所述第一套筒和第二套筒通过定位片和定位槽进行定位，并通过紧固件进行连接形成套筒。优选地，所述套筒内壁设置有多个沿轴向依次排列的卡槽。优选地，所述冲头设置有沿轴向依次排列的径向刻线和沿轴向延伸的轴向刻线；所述径向刻线沿周向延伸，所述径向刻线用于在金属粉烧结形成的多孔体进行高度h控制时的指示。优选地，所述套筒内壁设置有一层石墨粉层或一层碳膜。根据本专利技术的另一个方面提供的可量化控制毛细芯孔隙率参数的烧结方法，采用所述的可量化控制毛细芯孔隙率参数的烧结装置，包括如下步骤：步骤1：计算所需添加金属粉末的重量m和高度h，用天平称重质量为m的金属粉末，填充在套筒中；步骤2：对冲头下端的卡块施加压力，弹簧受压收缩，进而使卡块嵌于冲头之中，将冲头垂直放置于套筒中，卡块所在位置应与套筒中卡槽位置错开；步骤3：对冲头的上端面进行施压，当径向刻线达到预定深度要求时，停止施压，旋转冲头使卡块至对应的卡槽位置，弹簧原有的压力得到释放，卡块弹至套筒中的卡槽中，进而获得计算得到的高度h；步骤4：将所述冲头和套筒在烧结炉中进行烧结。优选地，步骤5：烧结结束后，取出所述烧结装置，拆除紧固件，将第二套筒下端的定位片和第一套筒下端的定位槽进行水平分离，便可获得符合预期孔隙率参数要求的毛细芯。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术可应用于环路热管等产品在研发、研制、试验、生产过程中快速获取指定孔隙率参数要求的毛细芯，具有成本低、快速、高效、定量的特点，应用前景广泛；2、本专利技术中卡块与卡槽进行配合，对金属粉烧结形成的多孔体进行高度h控制，实现对多孔体孔隙率的量化控制；3、本专利技术结构简单，布局合理，易于推广。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术中可量化控制毛细芯孔隙率参数的烧结装置的结构示意图；图2为本专利技术中第一套筒的结构示意图；图3为本专利技术中第二套筒的结构示意图；图4为本专利技术中冲头的结构示意图；图5为本专利技术中冲头安装的一种状态示意图；图6为本专利技术中冲头安装的另一种状态示意图。图中：1为冲头；2为第一套筒；3为紧固件；4为第二套筒；5为卡块；6为压紧弹簧；7为卡槽；8为定位槽；具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术的原理为：多孔材料的孔隙率可由下式决定：ϵ=VporeVtotal---(1)]]>其中，ε为孔隙率；Vpore为多孔体中空隙的体积；Vtotal为多孔体的整体体积。Vtotal＝S×hVpore＝Vtotal-VsolidVsolid＝m/ρ(2)其中，S为模具的横截面积；h为多孔体的高度；m为制备多孔体的材料重量；ρ为多孔体原料的密度；由上述公式可得：ϵ=1-mρsh---(3)]]>由于多孔体材料的密度和工装的横截面积均为固定值，因此可以通过调整工装模具的高度和原材料的重量，从而获得具有预定孔隙率的毛细芯。本专利技术提供的可量化控制毛细芯孔隙率参数的烧结装置，包括冲头1、第一套筒2、第二套筒4和紧固件3，如图1所示。所述冲头1用于对填装在套筒中的金属粉末进行施压、成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可量化控制毛细芯孔隙率参数的烧结装置，其特征在于，包括冲头(1)、卡块(5)、弹性连接件和套筒；其中，冲头(1)的下端部设置在所述套筒内侧；所述冲头的下端部设置有卡块安装槽，所述卡块(5)通过所述弹性连接件连接所述卡块安装槽的槽底；当通过卡块(5)压缩所述弹性连接件时，所述卡块(5)收纳至所述卡块安装槽中；所述套筒的内壁面上设置有与所述卡块(5)相匹配的卡槽；当卡块(5)收纳至所述卡块安装槽中，所述冲头(1)能够插入所述套筒内，且所述卡块(5)能够在所述弹性连接件驱动下进入所述卡槽；所述冲头(1)用于对填装在套筒中的金属粉末进行施压、并通过卡块(5)与卡槽进行配合，对金属粉烧结形成的多孔体进行高度h控制。
【技术特征摘要】
1.一种可量化控制毛细芯孔隙率参数的烧结装置，其特征在于，包括冲头(1)、卡块(5)、弹性连接件和套筒；
其中，冲头(1)的下端部设置在所述套筒内侧；所述冲头的下端部设置有卡块安装槽，所述卡块(5)通过所述弹性连接件连接所述卡块安装槽的槽底；当通过卡块(5)压缩所述弹性连接件时，所述卡块(5)收纳至所述卡块安装槽中；
所述套筒的内壁面上设置有与所述卡块(5)相匹配的卡槽；当卡块(5)收纳至所述卡块安装槽中，所述冲头(1)能够插入所述套筒内，且所述卡块(5)能够在所述弹性连接件驱动下进入所述卡槽；
所述冲头(1)用于对填装在套筒中的金属粉末进行施压、并通过卡块(5)与卡槽进行配合，对金属粉烧结形成的多孔体进行高度h控制。
2.根据权利要求1所述的可量化控制毛细芯孔隙率参数的烧结装置，其特征在于，还包括紧固件(3)；
所述套筒包括第一套筒(2)和第二套筒(4)；其中，第一套筒(2)的下端设置有定位片，第二套筒(4)的下端设置有与所述定位片相匹配的定位槽；
所述第一套筒(2)和第二套筒(4)通过定位片和定位槽进行定位，并通过紧固件(3)进行连接形成套筒。
3.根据权利要求1所述的可量化控制毛细芯孔隙率参数的烧结装置，其特征在于，所述套筒内壁设置有多个沿轴向依次排列的卡槽。
4.根据权利要求1所述的可量化控制毛细芯孔隙率参数的烧结...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩玮，肖宁斌，王晓占，季琨，孙敬文，
申请(专利权)人：上海卫星装备研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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