专利名称: |
一种用于研究铁碳反应润湿过程的试验装置和试验方法 |
摘要: |
本发明涉及用于研究铁碳反应润湿过程的试验装置技术领域,特别是指一种用于研究铁碳反应润湿过程的试验装置和试验方法,试验装置包括管式炉、铁块和碳质材料基底,还包括:坩埚,其位于所述管式炉内,且其顶面和两个相对侧面均为镂空状,所述铁块的顶部吊挂在所述坩埚的顶面上,铁块的底部悬空;摄像装置,其具有摄像头,摄像头位于管式炉一侧的外部且对准坩埚的下方区域;控制器,其与所述摄像装置连接;第一加热装置;第二激光加热器,其位于所述管式炉的远离摄像头的一侧的外部并对准铁块,用于对铁块直接激光加热。本发明能模拟并实时监测管式炉内不同温度条件下的铁碳反应润湿过程。 |
专利类型: |
发明专利 |
国家地区组织代码: |
北京;11 |
申请人: |
北京科技大学 |
发明人: |
姜春鹤;李克江;张建良;廖昊添;熊梓鑫;周峰 |
专利状态: |
有效 |
申请日期: |
2023-10-10T00:00:00+0800 |
发布日期: |
2023-11-10T00:00:00+0800 |
申请号: |
CN202311304436.5 |
公开号: |
CN117030545A |
代理机构: |
北京市广友专利事务所有限责任公司 |
代理人: |
张仲波;王睿 |
分类号: |
G01N13/00;G01N21/84;G01N25/00;G;G01;G01N;G01N13;G01N21;G01N25;G01N13/00;G01N21/84;G01N25/00 |
申请人地址: |
100083 北京市海淀区学院路30号 |
主权项: |
1.一种用于研究铁碳反应润湿过程的试验装置,包括管式炉、铁块和碳质材料基底,其特征在于,还包括: 坩埚,其位于所述管式炉内,且其顶面和两个相对侧面均为镂空状,所述铁块的顶部吊挂在所述坩埚的顶面上,铁块的底部悬空;碳质材料基底位于坩埚的底部且与铁块上下竖直设置; 摄像装置,其具有摄像头,摄像头位于管式炉一侧的外部且对准坩埚的下方区域,所述管式炉的靠近摄像头的一侧设置有观察玻璃窗以供摄像头监测; 控制器,其与所述摄像装置连接; 第一加热装置,其位于所述管式炉内,且其位于坩埚的上方,用于对管式炉内环境加热; 第二激光加热器,其位于所述管式炉的远离摄像头的一侧的外部并对准铁块,用于对铁块直接激光加热;且所述管式炉的靠近第二激光加热器的一侧设置有透光窗以供激光穿射。 2.根据权利要求1所述的试验装置,其特征在于,所述铁块的顶部通过铁丝吊挂在所述坩埚的顶面上。 3.根据权利要求1或2所述的试验装置,其特征在于,所述铁块的悬空端边缘和碳质材料基底的上表面之间的距离与铁块的厚度的比为4.5-5.5:1。 4.根据权利要求1所述的试验装置,其特征在于,所述管式炉具有加热模块和调节气氛模块。 5.根据权利要求1所述的试验装置,其特征在于,所述摄像头为高速摄像头且具有至少每秒250帧的帧速率,所述第二激光加热器为至少能局域加热温度至1600℃的激光加热器。 6.根据权利要求1所述的试验装置,其特征在于,所述铁块为正方体,碳质材料基底为长方体。 7.一种用于研究铁碳反应润湿过程的试验方法,其特征在于,其在如权利要求1-6中任一项所述的试验装置中进行,且所述试验方法包括以下步骤: S1、提供铁块和碳质材料基底; S2、将碳质材料基底放置在坩埚底部,将铁块悬挂至坩埚内部; S3、将S2准备好的试验对象放置到管式炉内加热区,坩埚的镂空部分与管式炉的观察玻璃窗相对,以便观察试验过程; S4、将摄像头架设在观察玻璃窗的外侧,正对试验样品; S5、通过第一加热装置将管式炉升高至目标温度并保温; S6、利用第二激光加热器的激光对焦至铁块上,将铁块加热到1550℃以上,使其熔化滴落; S7、通过摄像头拍摄试验过程,根据拍摄图片获得润湿角,从而得到反应润湿性变化。 8.根据权利要求7所述的试验方法,其特征在于,S5中以15-20℃/min的升温速度将管式炉内温度升高至目标温度1300-1600℃。 9.根据权利要求7所述的试验方法,其特征在于,S6中所述根据拍摄图片获得润湿角的过程包括:每相隔预设时间提取一张反应润湿过程的拍摄图片,通过圆弧切线方式测量铁熔融液滴在碳质材料基底上的左右两侧润湿角α1和α2,利用公式α=(α1+α2)/2求得该时刻润湿角α。 10.根据权利要求7所述的试验方法,其特征在于,所述试验方法还包括: S8、通过与摄像头相连的SEM观察铁碳反应润湿界面,测量界面侵蚀溶解深度。 |
所属类别: |
发明专利 |