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原文传递固体火箭发动机外防热材料抗烧蚀性能的测试装置及方法

专利名称：	固体火箭发动机外防热材料抗烧蚀性能的测试装置及方法
摘要：	本发明涉及一种固体火箭发动机外防热材料抗烧蚀性能的测试装置及方法，包括焰流喷嘴、试样系统、冷却水循环系统以及背温测量系统，试样系统包括烧蚀试样、冷却夹套、试样夹具和测温热电偶，烧蚀试样的侧面由试样夹具进行固定，烧蚀试样背面的测温面用衬垫调整试样高度，衬垫与试样夹具底座间衬以隔热垫，中央区域布放测温热电偶，测温热电偶与背温测量系统连接，冷却夹套外部安装冷却水循环系统。本发明采用带水冷却循环系统冷却带走试样四周多余热量，避免多余热量对背温结果的影响。本发明操作简便、成本低，可有效消除试样四周传热对背温测量的不利影响，定量地表征不同厚度、性质、复合方式的外防热材料的抗烧蚀和隔热性能。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	内蒙古;15
申请人：	内蒙合成化工研究所
发明人：	靳亮;王耀辉;王德;王海波;张勇
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-03T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201811468689.5
公开号：	CN110196261A
分类号：	G01N25/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	010010 内蒙古自治区呼和浩特市4086信箱
主权项：	1.一种固体火箭发动机外防热材料抗烧蚀性能的测试装置，包括焰流喷嘴（3）、试样系统（4）、冷却水循环系统（5）以及背温测量系统（6），其特征在于：所述试样系统（4）包括烧蚀试样（41）、冷却夹套（42）、试样夹具（43）和测温热电偶（46），烧蚀试样（41）的侧面由试样夹具（43）进行固定，烧蚀试样（41）背面的测温面用衬垫调整试样高度，衬垫与试样夹具（43）底座间衬以隔热垫（45），衬垫和隔热垫（45）中央开设通孔，通孔的中央区域布放测温热电偶（46），测温热电偶（46）与背温测量系统（6）连接，烧蚀试样（41）的烧蚀面的中心与焰流喷嘴（3）中心保持同轴，火焰烧蚀角度为90°；试样夹具（43）安放好烧蚀试样（41）后放入冷却夹套（42）中，冷却夹套（42）外部安装冷却水循环系统（5），冷却水循环系统（5）通过冷却夹套（42）对烧蚀试样（41）和试样夹具（43）的侧面进行冷却降温。 2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于：所述烧蚀试样（41）直径为Φ50mm、厚度为5~10 mm。 3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于：所述衬垫采用铜衬垫，铜衬垫直径为Φ50mm、厚度为1~5 mm。 4.根据权利要求1~3任一所述的测试装置的固体火箭发动机外防热材料抗烧蚀性能的测试方法，其步骤为：（1）安装试样系统及背温测量系统准备符合测试要求的烧蚀试样；将冷却夹套固定在试样架上，冷却夹套通冷却水；将安放烧蚀试样的试样夹具放入冷却夹套中，用衬垫调整烧蚀试样高度，烧蚀试样中心与焰流喷嘴中心保持同轴，火焰烧蚀角度为90°；烧蚀试样背面中央区域布放热电偶；利用冷却夹套中的循环冷却水带走烧蚀试样四周多余热量，避免多余热量对背温测量结果的影响，简化为垂直于厚度方向的一维烧蚀；测温热电偶实时测量和记录显示烧蚀试样背温变化；（2）等离子热源激发及焰流热流密度调节用等离子烧蚀装置电离一定流量的氩气或氮/氩混合气生成高温等离子热源，并经拉瓦尔焰流喷嘴形成焰流，通过调节气体种类、气体流量、烧蚀距离、弧电流强度，提供不同热流密度的热流，在设置时间内对烧蚀试样进行烧蚀；（3）烧蚀试样烧蚀、数据采集及处理按照设定参数对烧蚀试样分别进行烧蚀，测试烧蚀后的烧蚀试样重量、厚度，拍摄表面形貌，计算线烧蚀率、碳化率和质量烧蚀率，结合烧蚀时间段内背温数据，评价材料抗烧蚀性能。
所属类别：	发明专利