一种多功能加热炉及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111473650A(43)申请公布日2020.07.31(21)申请号202010294954.3(22)申请日2020.04.15(71)申请人上海大学地址200444上海市宝山区上大路99号(72)发明人任忠鸣帅三三曹佳伟王江郑天祥(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人赵晓琳(51)Int.Cl.F27B17/02(2006.01)G01N23/04(2018.01)G01N23/046(2018.01)权利要求书2页说明书9页附图6页(54)发明名称一种多功能加热炉及其应用(57)摘要本发明属于炉体技术领域，特别涉及一种多功能加热炉及其应用。本发明提供的多功能加热炉，包括独立控温的上炉体和下炉体，能够设置温度梯度，实现金属样品的定向凝固，本发明提供的多功能加热炉高度为400～600mm，径向尺寸为80～90mm，体积较小，能够放置于超导磁体的磁场中心原位观察金属凝固过程，本发明提供的多功能加热炉体设置有观察部件，能够使X射线顺利穿透，利用X射线成像技术原位观察金属凝固过程组织结构演化。CN111473650ACN111473650A权利要求书1/2页1.一种多功能加热炉，包括独立控温的上炉体(1)和下炉体(2)；还包括设置于所述上炉体(1)和下炉体(2)之间的观察部件(3)；所述观察部件(3)的侧壁上设置有可视窗口；所述上炉体(1)、下炉体(2)和观察部件(3)固定连接密封形成炉腔；还包括样品支撑杆(4)和设置于所述炉腔底部外的支撑杆基座(5)，所述样品支撑杆(4)的顶端设置于所述炉腔内，底端可拆卸固定于所述支撑杆基座(5)上；所述多功能加热炉的高度为400～600mm；所述多功能加热炉的径向尺寸为80～90mm。2.根据权利要求1所述的多功能加热炉，其特征在于，所述上炉体(1)和下炉体(2)的炉壁为不锈钢水冷双层壁。3.根据权利要求1或2所述的多功能加热炉，其特征在于，所述上炉体(1)的内侧壁上设置有第一保温块(1-3)；所述下炉体(2)的内侧壁上设置有第二保温块(2-3)。4.根据权利要求3所述的多功能加热炉，其特征在于，所述第一保温块(1-3)的内侧设置有外壁缠绕加热电阻丝的上加热刚玉管(1-2)；所述第二保温块(2-3)的内侧设置有外壁缠绕加热电阻丝的下加热刚玉管(2-2)。5.根据权利要求1所述的多功能加热炉，其特征在于，所述可视窗口包括第一观察窗口(3-1)和第二观察窗口(3-2)；所述第一观察窗口(3-1)和第二观察窗口(3-2)关于所述观察部件(3)的中轴线左右对称设置。6.根据权利要求1所述的多功能加热炉，其特征在于，所述观察部件(3)的侧壁上设置有第一热电偶入口(3-4)和第二热电偶入口(3-5)，所述第一热电偶入口(3-4)和第二热电偶入口(3-5)之间的夹角为110℃。7.根据权利要求1所述的多功能加热炉，其特征在于，还包括下进气口(2-6)和上出气口(1-6)；所述下进气口(2-6)设置于所述下炉体(2)的下炉盖(2-1)上；所述上出气口(1-6)设置于所述上炉体(1)的上炉盖(1-1)上。8.权利要求1～7任一项所述多功能加热炉在X射线原位监测金属定向凝固过程或磁场作用下监测金属定向凝固过程的应用。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述多功能加热炉在X射线原位监测金属定向凝固过程中的应用，包括以下步骤：将金属样品固定在样品支撑杆的顶端，调节样品支撑杆的高度，使金属样品的一部分位于上炉体的腔内，一部分位于下炉体的腔内；将上炉体和下炉体的温度设置在所述金属样品的熔点以上，得到熔融状态的金属样品；降低下炉体的温度，使所述熔融态的金属样品自下而上开始定向凝固；当定向凝固的位置到达观察部件时，X射线透过可视窗口入射到凝固样品上，借助X射线成像技术，得到多张不同时间段的金属样品定向凝固影像，用于监测金属定向凝固过程。10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述多功能加热炉在磁场作用下监测金属定向凝固过程的应用，包括以下步骤：将磁体支架安装于观察部件的外部；所述磁体支架的内侧面与观察部件的外表面面接触；所述磁体支架上固定有磁体；2CN111473650A权利要求书2/2页将金属样品固定在样品支撑杆的顶端，调节样品支撑杆的高度，使金属样品的一部分位于上炉体的腔内，一部分位于下炉体的腔内；将上炉体和下炉体的温度设置在所述金属样品的熔点以上，得到熔融状态的金属样品；降低下炉体的温度，使所述熔融态的金属样品自下而上开始定向凝固；当所述定向凝固的位置到达观察部件时，利用磁体产生的磁场，观察磁场作用下金属定向凝固过程。3CN111473650A说明书1/9页一种多功能加热炉及其应用技术领域[0001]本发明属于炉