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原文传递评估非氧化物材料复杂应力作用下反应行为的系统及方法

专利名称：	评估非氧化物材料复杂应力作用下反应行为的系统及方法
摘要：	本发明提供了一种评估非氧化物材料复杂应力作用下反应行为的系统，包括设置在所述非氧化物材料试样上，用于在评估所述试样的反应行为时对试样提供应力场的应力控制装置，用于在评估所述试样的反应行为时对试样提供温度场的温度控制装置，用于在评估所述试样的反应行为时对试样提供气氛场的气氛控制装置。本发明还提供了一种评估非氧化物材料复杂应力作用下反应行为的方法。本发明提供的评估非氧化物材料复杂应力作用下反应行为的系统及其方法，可以实现对试样反应过程温度场、气氛场和应力场的协同调控，进而在更加贴近实际服役环境的条件下对非氧化物材料的高温界面反应行为进行评估。
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：	侯新梅;王恩会;郭春雨;方志;杨涛;陈俊红
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910530971.X
公开号：	CN110426291A
代理机构：	北京中强智尚知识产权代理有限公司
代理人：	李月
分类号：	G01N3/18(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	100083 北京市海淀区学院路30号
主权项：	1.一种评估非氧化物材料复杂应力作用下反应行为的系统，其特征在于：包括应力控制装置：设置在所述非氧化物材料试样上，用于在评估所述试样的反应行为时对试样提供应力场；温度控制装置：设置在所述非氧化物材料试样上，用于在评估所述试样的反应行为时对试样提供温度场；气氛控制装置：设置在所述非氧化物材料试样上，用于在评估所述试样的反应行为时对试样提供气氛场。 2.根据权利要求1所述的评估非氧化物材料复杂应力作用下反应行为的系统，其特征在于：所述应力控制装置包括设置在所述试样上下两端的上压棒和下压棒，与所述上压棒连接用于通过上压棒对所述试样施压的应力加载器，及与所述下压棒连接用于支撑下压棒的底座，所述应力加载器与上压棒之间设置应力传感器。 3.根据权利要求2所述的评估非氧化物材料复杂应力作用下反应行为的系统，其特征在于：所述温度控制装置包括容置所述试样对试样加热的硅钼棒加热炉，位于所述硅钼棒加热炉内的热电偶，及分别与所述硅钼棒加热炉和热电偶电连接的温度控制柜，所述上压棒的下端与下压棒的上端设置在所述硅钼棒加热炉内。 4.根据权利要求3所述的评估非氧化物材料复杂应力作用下反应行为的系统，其特征在于：所述气氛控制装置包括：氧气瓶，氩气瓶，用于抽取去离子水的蠕动泵，对所述氧气、氩气及去离子水预加热的加热罐，设置在所述硅钼棒加热炉上部的进气管，及设置在所述硅钼棒加热炉下部的出气管，所述氧气瓶、氩气瓶及蠕动泵分别与所述加热罐管道连通，所述加热罐与所述进气管管道连通。 5.根据权利要求3所述的评估非氧化物材料复杂应力作用下反应行为的系统，其特征在于：所述氧气瓶和氩气瓶通过三通与所述加热罐管道连通，所述氧气瓶与所述三通连通的管路上依次设置氧气流量计和第一阀门，所述氩气瓶与所述三通连通的管路上依次设置氮气流量计和第二阀门，所述三通与所述加热罐连通的管道上设置第三阀门。 6.根据权利要求3所述的评估非氧化物材料复杂应力作用下反应行为的系统，其特征在于：所述加热罐与所述进气管通过进气软管连通，所述进气软管上设置加热线。 7.根据权利要求3所述的评估非氧化物材料复杂应力作用下反应行为的系统，其特征在于：所述进气管和出气管为刚玉管。 8.一种评估非氧化物材料复杂应力作用下反应行为的方法，其特征在于，包括如下步骤：将非氧化物材料试样固定于上压棒和下压棒之间，通过温度控制柜设定升温程序，并由热电偶实时测量试样在硅钼棒加热炉内恒温区的温度；升温过程中通过进气管向硅钼棒加热炉内通入氩气对试样进行氩气气氛保护；硅钼棒加热炉内升温到预设温度后，通过应力加载器对试样施加预设应力，同时由进气管向硅钼棒加热炉内通入氧气气氛、水蒸汽气氛、或氧气和水蒸汽耦合气氛至预设气氛分压；通过控制硅钼棒加热炉内温度、应力加载器施加应力，及对水蒸汽或/和氧气分压的控制，可对试样反应过程的温度场、气氛场和应力场协同调控，从而对非氧化物材料高温界面的反应行为进行评估。 9.根据权利要求8所述的评估非氧化物材料复杂应力作用下反应行为的方法，其特征在于：所述硅钼棒加热炉内的预设温度为200-1600℃，所述预设应力为0-1 Mpa。 10.根据权利要求8所述的评估非氧化物材料复杂应力作用下反应行为的方法，其特征在于：所述预设气氛分压中氧气气氛分压为0.2-0.8atm，所述水蒸汽气氛的分压为0.3-0.9atm，所述氧气和水蒸汽耦合气氛中水蒸汽分压为0.3-0.9atm、氧气分压为0.1-0.7atm。
所属类别：	发明专利