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原文传递一种用于直径为纳微米尺度丝材的热冲击试验装置及方法

专利名称：	一种用于直径为纳微米尺度丝材的热冲击试验装置及方法
摘要：	本发明公开了一种丝线材料的高低温热冲击试验方法，特别是一种直径为纳微米尺度丝材的热冲击试验装置及方法。纳微米尺度丝材作为航天器结构和功能产品的重要组成部分，需要具有适应较大温差变化的能力，但在现有的热冲击试验设备中丝材表面极易受到损伤，影响对材料性能变化的判定。本发明提供了一种适用于直径为纳微米尺度丝材的热冲击试验装置及方法，由丝材固定工装、加热装置、制冷装置、温控系统、转移机构五部分构成，解决了纳微米尺度丝材在热冲击试验中容易受到碰撞、摩擦、损伤的问题，可以在大温变条件下快速地进行温度转移、较快地实现温度平衡，而且试验装置的可拓展性较强，提高了试验效率和可靠性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国空间技术研究院
发明人：	孔静;于翔天;高鸿;李岩;王向轲;何瑞鹏;汪洋
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910667393.4
公开号：	CN110455851A
代理机构：	中国航天科技专利中心
代理人：	王卫军
分类号：	G01N25/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	100194北京市海淀区友谊路104号
主权项：	1.一种用于直径为纳微米尺度丝材的热冲击试验装置，其特征在于：包括加热装置(1)、制冷装置(2)、测温装置(3)、温控装置(4)、转移机构(5)和丝材固定工装(6)；所述丝材固定工装(6)用于固定待试验丝材；所述丝材固定工装(6)安装在转移机构(5)上，由转移机构(5)牵引，进出加热装置(1)或制冷装置(2)；所述测温装置(3)设于加热装置(1)内，并与温控装置(4)连接，用于实时检测加热装置(1)内的温度；温控装置(4)接收温度信号，并结合预设温度值对加热装置(1)的温度进行控制。 2.根据权利要求1所述的一种直径为纳微米尺度丝材的热冲击试验装置，其特征在于：所述丝材固定工装(6)包括支撑杆(12)、保护丝套(14)和丝材支架(15)，所述支撑杆(12)安装在转移机构(5)上，所述丝材支架(15)安装在支撑杆(12)上，所述保护丝套(14)螺旋缠绕在支撑杆(12)上，且不与待试验丝材接触，待试验丝材以纺锤状丝束形态固定在丝材支架(15)上。 3.根据权利要求2所述的一种直径为纳微米尺度丝材的热冲击试验装置，其特征在于：所述支撑杆(12)两端设有固定套环(13)，所述保护丝套(14)和丝材支架(15)固定于固定套环(13)上。 4.根据权利要求2所述的一种直径为纳微米尺度丝材的热冲击试验装置，其特征在于：所述加热装置(1)上部与下部分别设有供转移机构(5)和丝材固定工装(6)通过的通孔，上部通孔插入用玄武岩纤维布(8)包裹的空心陶瓷套管(9)，陶瓷套管(9)上设有气凝胶隔热棉(10)保温，下部通孔插入由玄武岩纤维布(8)包裹的空心石英玻璃管(16)，加热装置(1)固定于单边支撑的金属支架(7)上。 5.根据权利要求1所述的一种直径为纳微米尺度丝材的热冲击试验装置，其特征在于：所述转移机构(5)包括定滑轮和绳索；所述绳索一端连接丝材固定工装(6)，另一端为控制丝材固定工装(6)移动的控制端；所述定滑轮固定安装于试验场所，所述绳索与定滑轮配合，由控制端控制移动丝材固定工装(6)。 6.一种用于直径为纳微米尺度丝材的热冲击试验方法，其特征在于，包括如下步骤：试验前，将待试验丝材以纺锤状形态丝束固定安装在丝材支架(15)上，将丝材支架(15)固定安装在支撑杆(12)上，将保护丝套(14)螺旋缠绕在支撑杆(12)上，且不与待试验丝材接触，组成丝材固定工装(6)；将丝材固定工装(6)与转移机构(5)连接；将加热装置(1)和制冷装置(2)的温度调整到试验温度，并进行保温；根据试验需求控制转移机构(5)，使丝材固定工装(6)在加热装置(1)和制冷装置(2)之间来回移动，实现对待试验丝材的热冲击。 7.根据权利要求6所述的一种直径为纳微米尺度丝材的热冲击试验方法，其特征在于，所述将待试验丝材以纺锤状形态丝束固定安装在丝材支架(15)上的方法为：将待试验丝材以拉直的形式粘贴于纸上，将纸弯折，使待试验丝材松弛，两端用耐温胶带缠绕成丝束；将松弛的待试验丝束材用耐温胶带或金属丝固定在丝材支架(15)上。 8.根据权利要求6所述的一种直径为纳微米尺度丝材的热冲击试验方法，其特征在于，对加热装置(1)进行保温的方法为：在加热装置(1)的上部通孔插入用玄武岩纤维布(8)包裹的空心陶瓷套管(9)，下部通孔插入用玄武岩纤维布(8)包裹的空心石英玻璃管(16)，上部通孔上方用横截面积为10cm×10cm的气凝胶隔热棉块(10)加强隔热作用，气凝胶隔热棉块(10)中部打孔使转移机构(5)和丝材固定工装(6)通过。 9.根据权利要求6所述的一种直径为纳微米尺度丝材的热冲击试验方法，其特征在于，将制冷装置(2)的温度调整到试验温度的方法为：试验温度为室温23℃～-180℃时，在所述制冷装置(2)内部通氮气进行降温；试验温度为-196℃时，将所述制冷装置(2)更换为液氮箱。 10.根据权利要求6所述的一种直径为纳微米尺度丝材的热冲击试验方法，其特征在于，所述将丝材固定工装(6)与转移机构(5)连接，转移机构(5)具体为：包括定滑轮和绳索；所述绳索一端连接丝材固定工装(6)，另一端为控制丝材固定工装(6)移动的控制端；所述定滑轮固定安装于试验场所，所述绳索与定滑轮配合，由控制端控制移动丝材固定工装(6)。
所属类别：	发明专利