一种超高温材料连续热冲击试验装置.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CN108254278A(43)申请公布日2018.07.06(21)申请号201810061814.4(22)申请日2018.01.23(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙坪坝沙正街174号(72)发明人李卫国麻建坐寇海波邵家兴张先贺陶勇邓勇李莹张续耀张欣徐念东董攀方岱宁(74)专利代理机构重庆大学专利中心50201代理人唐开平(51)Int.Cl.G01N3/60(2006.01)G01N3/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种超高温材料连续热冲击试验装置(57)摘要本发明公开了一种超高温材料连续热冲击试验装置，属于超高温材料的试验设备，它包括三个从上至下重叠的第一环境模块（2）、第二环境模块（6）和第三环境模块（10），第一环境模块（2）的顶面上装有导线轮（14）和定滑轮（17），第一环境模块（2）的底面上装有放线盘（22），导向丝（17）由放线盘（22）伸出，绕过导线轮（14）和定滑轮（17），导向丝（17）穿过第一加热炉（3）的引出端挂接有拉线质量块（21），在第一加热炉（3）内的一段导向丝（17）上通过试件固定套环（18）悬挂一列试件（19）。本发明的优点是：避免了试件的机械冲击和单件测试的分散性，在常温至3000℃的试验温度范围内，提高了测试的准确性和可靠性。CN108254278ACN108254278A权利要求书1/1页1.一种超高温材料连续热冲击试验装置，包括三个从上至下重叠的第一环境模块（2）、第二环境模块（6）和第三环境模块（10），各环境模块内部对应设置有第一加热炉（3）、第二加热炉（7）和第三加热炉（11），第一加热炉（3）和第二加热炉（7）分别置于第一环境过渡模块（4）和第二环境过渡模块（8）上，第三加热炉（11）由支架（12）支撑，其特征是：第一环境模块（2）与第二环境模块（6）之间由可开合的第一密封隔热舱门（5）隔离，第二环境模块（6）与第三环境模块（10）之间由可开合的第二密封隔热舱门（9）隔离；第一环境模块（2）的顶面上装有导线轮（14）和定滑轮（17），第一环境模块（2）的底面上装有放线盘（22），导向丝（17）由放线盘（22）伸出，绕过导线轮（14）和定滑轮（17），导向丝（17）穿过第一加热炉（3）的引出端挂接有拉线质量块（21），在第一加热炉（3）内的一段导向丝（17）上通过试件固定套环（18）悬挂一列试件（19）。2.根据权利要求1所述的超高温材料连续热冲击试验装置，其特征是：所述的拉线质量块（21）的外围包裹用于缓冲的碳毡。3.根据权利要求2所述的超高温材料连续热冲击试验装置，其特征是：所述的第一加热炉（3）、第二加热炉（7）和第三加热炉（11）炉壁发热体为圆筒形石墨，或者圆筒形硼化锆。4.根据权利要求3所述的超高温材料连续热冲击试验装置，其特征是：所述的导向丝（17）选用钨丝，或者碳纤维材料。2CN108254278A说明书1/4页一种超高温材料连续热冲击试验装置技术领域[0001]本发明属于超高温材料的试验设备，具体涉及一种超高温材料连续热冲击试验装置，特别是在复现高超声速飞行器的气动加热环境时，能够模拟大跨度初始温度下的连续升/降温热冲击过程，为研制新型高速高机动载人航天、深空探测飞行器、弹箭等战略装备提供必要的材料抗热冲击性能实验手段。背景技术[0002]对用于载人航天、深空探测飞行器、弹箭等高超声速飞行器热防护系统及发动机热端部件的超高温材料，在其使役历程中常常面临着复杂多样的热环境。以高超声速飞行器的热防护超高温陶瓷材料体系为例，在其整个使役历程中所面临的空域不同、氧氛围不同、不同阶段的速度不同，温度变化幅度大，不同部位热环境差异大，致使其在使役历程中经受多样性复杂的热冲击环境。大量研究发现：对于跨大气层高超声速飞行环境，热冲击损伤和本征脆性是热防护超高温陶瓷材料的主要失效原因。高超声速飞行器要实现跨大气层以及在大气层内长时间、超高速机动飞行，其热防护材料常经受复杂多样的严酷热冲击历程，主要特点为：大跨度初始温度升/降温热冲击，多环境连续升/降温热冲击，不同稀薄程度、不同氧分压和不同温度气体介质热冲击等。[0003]高超声速飞行器为了获得高机动性和良好的气动特性一般采用尖锐形鼻锥与翼前缘结构，并要求在超高温和中低热流长时间加热下飞行器外形保持不变，其鼻锥与翼前缘服役温度达到2300℃以上，飞行器的大面积迎风面温度达到1200℃以上，且在使役历程中往往遭受复杂多样的高温及氧化环境，温度变化幅度大，常常伴随急剧的升、降温热冲击过程，尤其对高超声速飞行器的热防护材料及结构的抗热冲击性能提出了严峻的挑战。鉴于超高温热防护材料在高超声速飞行器鼻锥、