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原文传递一种热模拟试验机用超低温急冷方法与装置

专利名称：	一种热模拟试验机用超低温急冷方法与装置
摘要：	本发明涉及材料物理模拟检测领域，具体为一种热模拟试验机用超低温急冷方法与装置。在工作腔体内设置可调支架、致冷器、电磁阀、高压金属管路和外置高压气源，以外部高压气体为源，电磁阀为控制元件，通过金属管路连入热模拟试验机工作腔体内；利用工作腔体内可调支架实现精确定位，将高压气体通过致冷器以液态冷却剂的形式喷射在热模拟试样的表面，通过液态冷却剂气化吸热实现试样的超低温急冷，由电磁阀控制热模拟试样超低温急冷过程。本发明利用高压气源通过致冷器形成超低温冷却剂,液态冷却剂的急冷以及受热挥发避免了直接在腔体内进行水冷后对设备的清理与损害，急冷效果也要远优于传统的气冷或水气混合冷却方式。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	中国科学院金属研究所
发明人：	王瑞雪;程明;张重远
专利状态：	有效
申请日期：	2021-06-29T00:00:00+0800
发布日期：	2022-12-30T00:00:00+0800
申请号：	CN202110726610.X
公开号：	CN115541354A
代理机构：	沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	张志伟
分类号：	G01N3/02;G01N3/60;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/02;G01N3/60
申请人地址：	110016 辽宁省沈阳市沈河区文化路72号
主权项：	1.一种热模拟试验机用超低温急冷方法，其特征在于，以外部高压气体为源，电磁阀为控制元件，通过金属管路连入热模拟试验机工作腔体内；利用工作腔体内可调支架实现精确定位，将高压气体通过致冷器以液态冷却剂的形式喷射在热模拟试样的表面，通过液态冷却剂气化吸热实现试样的超低温急冷，通过电磁阀实现试样超低温急冷过程的可控。 2.按照权利要求1所述的热模拟试验机用超低温急冷方法，其特征在于，包括以下步骤： A.根据实验要求，在热模拟试验机上安装热模拟试样，在热模拟试样的中部外表面焊接热电偶； B.将布置在热模拟试验机工作腔体内可调支架上的致冷器喷嘴指向试样； C.启动热模拟试验机运行实验程序； D.热模拟试验机相应实验程序完成后，通过手动或程序联动电磁阀，使外置高压气源中的高压气体通过高压金属连接管路进入工作腔体内的致冷器，以液态冷却剂的形式喷射在实验后的热模拟试样表面，达到急冷的目的； E.根据热电偶反馈的试样温度，通过手动或程序联动电磁阀，停止液态冷却剂的喷射，结束实验。 3.按照权利要求2所述的热模拟试验机用超低温急冷方法，其特征在于，步骤B中，调整布置在热模拟试验机工作腔体内的可调支架，使固定在可调支架上的致冷器喷嘴指向热模拟试样的中部，喷嘴指向热模拟试样的位置与热电偶焊点位置沿圆周成90°～180°分布。 4.按照权利要求2所述的热模拟试验机用超低温急冷方法，其特征在于，步骤D中，高压气体为高压二氧化碳、氮气或高压氩气，气体压力为20～40MPa，液态冷却剂为液态二氧化碳、液氮或液氩。 5.按照权利要求2所述的热模拟试验机用超低温急冷方法，其特征在于，步骤D中，采用单个致冷器实现单点冷源，或者在可调支架上布置阵列式致冷器实现多点冷源。 6.按照权利要求2所述的热模拟试验机用超低温急冷方法，其特征在于，热模拟试验机为电阻加热型热模拟试验机或感应加热型热模拟试验机。 7.按照权利要求2所述的热模拟试验机用超低温急冷方法，其特征在于，热模拟试样为对称性的圆柱形试样、板带试样或非对称性的其它异型试样。 8.一种权利要求1至7之一所述方法使用的热模拟试验机用超低温急冷装置，其特征在于，该装置包括：工作腔体、工作砧子、热模拟试样、热电偶、可调支架、致冷器、连接管路、电磁阀、高压气源，具体结构如下：热模拟试样水平夹持于工作腔体内相对设置的一对工作砧子之间，热电偶焊接在热模拟试样的中部表面，并通过线路与热模拟试验机的控制部分连接；可调支架安装在工作腔体内，致冷器固定在可调支架上，通过可调支架调节致冷器前端的喷嘴垂直指向热模拟试样表面，致冷器的后端接口通过水平的连接管路与工作腔体外的电磁阀出气口连接，电磁阀的进气口与高压气源连接。 9.按照权利要求8所述的热模拟试验机用超低温急冷装置，其特征在于，喷嘴与热模拟试样表面的间距为1～20mm。 10.按照权利要求8所述的热模拟试验机用超低温急冷装置，其特征在于，热模拟试样的外侧设置感应线圈。