一种气氛可控的高温氧化测试仪器制造技术

本实用新型专利技术提出一种气氛可控的高温氧化测试仪器，包括气体输入子系统、水气产生子系统和高温加热子系统。气体输入子系统用于对氧化气氛中氧气压强的控制；水气产生子系统用于对氧化气氛中水气压强的控制；高温加热子系统用于控制氧化的温度。本实用新型专利技术中提出的高温氧化测试仪器采用不同氧压的气瓶作为气体输入来精确控制氧化气氛中的氧压，利用不同温度下水的饱和蒸汽压来精确控制氧化气氛中的水气压强，并采用液封装置来屏蔽外界气氛对石英管内氧化气氛的影响，且本实用新型专利技术提出的高温氧化测试仪器操作方便，测试数据可重复使用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于材料性能测试
，具体涉及一种气氛可控的高温氧化测试仪器，具体地说，是指一种能够控制高温氧化气氛中的氧压和水气压强的高温氧化试验装置。
技术介绍
在蒸汽锅炉和航空发动机的实际工作环境中存在着大量的水气，水气对高温材料的氧化行为有着一定的影响。水气的存在导致合金材料生成了疏松多孔的氧化膜，加速了氧化膜的剥落，致使材料容易发生灾难性氧化，影响了锅炉和发动机的安全使用，因此需要建立能够模拟实际工作环境的高温氧化试验装置来研究合金材料在高温水气下的氧化行为。目前有关材料在高温环境中服役行为的研究通常都是利用电阻炉或者马弗炉在大气环境中氧化，只能够控制高温氧化温度，而不能控制高温氧化气氛，比如说水气压强， 氧气压强，因此很难对材料进行实际工作环境的模拟试验。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术提供一种能够准确控制水气压强和氧气压强的高温氧化试验装置。该高温氧化测试仪器采用不同氧压的气瓶作为气体输入来精确控制氧化气氛中的氧压，利用不同温度下水的饱和蒸汽压来精确控制氧化气氛中的水气压强，并采用液封装置来屏蔽外界气氛对石英管内氧化气氛的影响，且本技术提出的高温氧化测试仪器操作方便，测试数据可重复使用。本技术提供一种气氛可控的高温氧化测试仪器，包括气体输入子系统、水气产生子系统和高温加热子系统。所述的气体输入子系统包括气瓶、减压阀和气体流量计，气瓶与减压阀相连接，减压阀通过橡胶管与气体流量计相连通。所述的水气产生子系统包括三口圆底烧瓶A、三口圆底烧瓶B、电热套和水浴箱； 所述的三口圆底烧瓶A通过玻璃管A与气体流量计相连通，并通过玻璃管B与三口个圆底烧瓶B相连通，剩余的一个口插有温度计；三口圆底烧瓶B通过玻璃管C与高温加热子系统中石英管上端的连接的玻璃管D相连通，剩余的一个口插有温度计；三口圆底烧瓶A、三口圆底烧瓶B分别放置于电热套、水浴箱中。所述的高温加热子系统包括石英管和立式电阻炉，石英管放置于立式电阻炉中， 石英管顶端通过磨口接口与玻璃管D的一端相连接，该玻璃管D为三通玻璃管，玻璃管D的一端通过磨口接口与玻璃管C连接，该玻璃管D剩余一端与玻璃管E相连通；该玻璃管E中具有一个手动旋转的玻璃转子，在其上连接有合金链，底端悬挂钼丝，钼丝悬挂试验样品， 该合金链穿过玻璃管D与玻璃管E、石英管相连接的端口，悬挂于石英管中；石英管下端通过磨口接口连接玻璃管F，该玻璃管F连接一个开关。3本技术的优点在于(1)本技术提出的一种气氛可控的高温氧化测试仪器，采用不同氧压的气瓶作为气体输入来精确控制氧化气氛中的氧压；(2)本技术提出的一种气氛可控的高温氧化测试仪器，利用不同温度下水的饱和蒸汽压来精确控制氧化气氛中的水气压强；(3)本技术提出的一种气氛可控的高温氧化测试仪器，采用液封装置来屏蔽外界气氛对石英管内氧化气氛的影响；(4)本技术提出的一种气氛可控的高温氧化测试仪器测试结果精确，操作方便，测试数据可重复使用。附图说明图1是本技术提出的一种气氛可控的高温氧化测试仪器的结构示意图。图中1-气体输入子系统2-水气产生子系统3-高温加热子系统101-气瓶102-减压阀103-气体流量计201-三口圆底烧瓶A202-三口圆底烧瓶B203-电热套204-7K浴箱205-玻璃管A206-玻璃管B207-玻璃管C208-温度计301-石英管302-立式电阻炉303-玻璃管D304-玻璃转子305-玻璃管F306-气体出口307-液体石蜡308-试验样品具体实施方式下面将结合附图对本技术作进一步的详细说明。本技术提出的一种气氛可控的高温氧化测试仪器，如图1，包括气体输入子系统1、水气产生子系统2和高温加热子系统3。气体输入子系统1用于对氧化气氛中氧气压强的控制；水气产生子系统2用于对氧化气氛中水气压强的控制；高温加热子系统3用于控制氧化的温度。所述的气体输入子系统1包括气瓶101、减压阀102和气体流量计103，气瓶101与减压阀102相连接，减压阀102通过橡胶管与气体流量计103相连通，减压阀102和气体流量计103共同控制气氛的流量，在20°C气体压强为Iatm时，可控范围为25 250ml/min。所述的水气产生子系统2包括三口圆底烧瓶A201、三口圆底 烧瓶B202、电热套203 和水浴箱204。所述的三口圆底烧瓶A201通过玻璃管A205与气体流量计103相连通，并通过玻璃管B206与三口个圆底烧瓶B202相连通，剩余的一个口插有温度计208。三口圆底烧瓶B202通过玻璃管C207与高温加热子系统3中石英管301上端的连接的玻璃管D303相连通，剩余的一个口插有温度计208。三口圆底烧瓶A201、三口圆底烧瓶B202分别放置于电热套203、水浴箱204中。电热套203采用电阻加热方式对三口圆底烧瓶A201进行加热。 水浴箱204通过水的热传导对三口圆底烧瓶B202加热，使加热更均勻、更稳定。所述的玻璃管A205、玻璃管B206和玻璃管C207均用电加热带缠绕，以此来加热玻璃管，防止玻璃管中的水气遇冷凝结成水滴。三口圆底烧瓶A201、三口圆底烧瓶B202和玻璃管D303均是通过磨口接口与玻璃管A205、玻璃管B206和玻璃管C207相连接，并在接口处涂抹凡士林进行密封处理。所述的高温加热子系统3包括石英管301和立式电阻炉302，石英管301放置于立式电阻炉302中，立式电阻炉302由控制箱进行加热控制，加热范围为25 1200°C。石英管301顶端通过磨口接口与玻璃管D303的一端相连接，该玻璃管D301为三通玻璃管，玻璃管D301的一端通过磨口接口与玻璃管C207连接，实现与三口圆底烧瓶B202的连接。该玻璃管D303剩余一端与半封闭的玻璃管E相连通。该半封闭玻璃管E中具有一个可手动旋转的玻璃转子304，在管内连接上一个!^eCr合金链，底端悬挂钼丝，用于悬挂试验样品308，该合金链穿过玻璃管D303与玻璃管E、石英管301相连接的端口，进而悬挂于石英管301中。 石英管301下端通过磨口接口连接玻璃管F305，该玻璃管F305连接一个开关，可放出玻璃管F305内由于水气凝结形成的液体水。玻璃管F305中还设置有一个用于液体石蜡307密封的气体出口 306，防止外界气氛扩散到玻璃管F305内，同时可以检测整个气路的密封性。试验开始时，先在三口圆底烧瓶A201和三口圆底烧瓶B202中加入去离子水，打开电热套203和水浴箱204，对三口圆底烧瓶A201和三口圆底烧瓶B202进行加热，根据气氛中的水气压强设定好对应的加热温度。可以通过温度计208读取圆底烧瓶内水的实际温度。取下石英管301上端的半封闭玻璃管E，把试验样品308悬挂到钼丝上，然后把半封闭玻璃管E重新连接上石英管301。旋转玻璃转子304使样品位于立式电阻炉302加热区域上方。在石英管301下端连接的玻璃管F305内倒入液体石蜡307进行密封。打开气瓶开关，调节减压阀102和气体流量计103使气体流量稳定在设定值。气体通入后，沿着玻璃管 A205、玻璃管B206通入三口圆底烧瓶A201和三口圆底烧瓶B202，带动圆底烧瓶中的饱和水蒸汽通入石英管301内。打开立式电阻炉302，设定好立式电阻炉3本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种气氛可控的高温氧化测试仪器，其特征在于：包括气体输入子系统、水气产生子系统和高温加热子系统；所述的气体输入子系统包括气瓶、减压阀和气体流量计，气瓶与减压阀相连接，减压阀通过橡胶管与气体流量计相连通；所述的水气产生子系统包括三口圆底烧瓶Ａ、三口圆底烧瓶Ｂ、电热套和水浴箱；所述的三口圆底烧瓶Ａ通过玻璃管Ａ与气体流量计相连通，并通过玻璃管Ｂ与三口个圆底烧瓶Ｂ相连通，剩余的一个口插有温度计；三口圆底烧瓶Ｂ通过玻璃管Ｃ与高温加热子系统中石英管上端的连接的玻璃管Ｄ相连通，剩余的一个口插有温度计；三口圆底烧瓶Ａ、三口圆底烧瓶Ｂ分别放置于电热套、水浴箱中；所述的高温加热子系统包括石英管和立式电阻炉，石英管放置于立式电阻炉中，石英管顶端通过磨口接口与玻璃管Ｄ的一端相连接，该玻璃管Ｄ为三通玻璃管，玻璃管Ｄ的一端通过磨口接口与玻璃管Ｃ连接，该玻璃管Ｄ剩余一端与玻璃管Ｅ相连通；该玻璃管Ｅ中具有一个手动旋转的玻璃转子，在其上连接有合金链，底端悬挂铂丝，铂丝悬挂试验样品，该合金链穿过玻璃管Ｄ与玻璃管Ｅ、石英管相连接的端口，悬挂于石英管中；石英管下端通过磨口接口连接玻璃管Ｆ，该玻璃管Ｆ连接一个开关。

【技术特征摘要】
1.一种气氛可控的高温氧化测试仪器，其特征在于包括气体输入子系统、水气产生子系统和高温加热子系统；所述的气体输入子系统包括气瓶、减压阀和气体流量计，气瓶与减压阀相连接，减压阀通过橡胶管与气体流量计相连通；所述的水气产生子系统包括三口圆底烧瓶A、三口圆底烧瓶B、电热套和水浴箱；所述的三口圆底烧瓶A通过玻璃管A与气体流量计相连通，并通过玻璃管B与三口个圆底烧瓶 B相连通，剩余的一个口插有温度计 ’三口圆底烧瓶B通过玻璃管C与高温加热子系统中石英管上端的连接的玻璃管D相连通，剩余的一个口插有温度计；三口圆底烧瓶A、三口圆底烧瓶B分别放置于电热套、水浴箱中；所述的高温加热子系统包括石英管和立式电阻炉，石英管放置于立式电阻炉中，石英管顶端通过磨口接口与玻璃管D的一端相连接，该玻璃管D为三通玻璃管，玻璃管D的一端通过磨口接口与玻璃管C连接，该玻璃管D剩余一端与玻璃管E相连通；该玻璃管E中具有一个手动旋转的玻璃转子，在其上连接有合金链，底端悬挂钼丝，钼丝悬挂试验样品，该合金链穿过玻璃管D与玻璃管...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭洪波，周朝辉，宫声凯，徐惠彬，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：实用新型
国别省市：11