[发明专利]一种超高温或大温差环境下剪切强度测试的装置及方法

权利要求书

1.一种超高温或大温差环境下剪切强度测试的装置，其特征在于：该装置包括炉体(1)、高精度可调金属架台(3)、压力感应器(4)、测温系统、水冷循环系统、控制电柜(5)和显示分析系统(6)，炉体(1)又装有加热体(101)、陶瓷固定座(102)、保温材料一(103)、保温材料二(112)、自生水冷高温合金拉杆(104)、脊梁(105)、惰性气体通道(107)和高温陶瓷压头(110)，测温系统包括B型铂铑热电偶(106)和非接触式遥感红外系统测温系统(111)，水冷循环系统包括冷却水进水口(108)和冷却水出水口(109)；

其中，炉体(1)放置在高精度可调金属架台(3)的水平轴线轨道上，能够水平轴向运动或固定，高精度可调金属架台(3)直接安装在普通电子万能试验机(2)上，高温试验时通过普通电子万能试验机(2)导轨来完成炉体(1)垂直方向运动及固定，炉体(1)上留有不同尺寸的孔隙用于安装加热体(101)、B型铂铑热电偶(106)、非接触式遥感红外系统测温系统(111)、自生水冷高温合金拉杆(104)、惰性气体通道(107)和冷却水进水口(108)、冷却水出水口(109)，炉体(1)中线两侧50mm位置安装脊梁(105)，保温材料一(103)铺在炉体(1)内壁上；压力感应器(4)与自生水冷高温合金拉杆(104)顶端连接，并与显示分析系统(6)通过信号线连接，控制电柜(5)对测温系统和水冷循环系统进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种超高温或大温差环境下剪切强度测试的装置，其特征在于：所述加热体(101)为高温陶瓷加热棒，穿过炉体左右侧壁上小孔并由陶瓷固定座(102)固定，数量为4-6根。

3.根据权利要求1所述的一种超高温或大温差环境下剪切强度测试的装置，其特征在于：所述高精度可调金属架台(3)中心轴线位置存在一个长150mm、深8mm的轨道，高精度可调金属架台(3)表面刻有标尺；高温试样为立方体小块，低温试样中间为长方体、两侧为圆柱体，内部通孔，能够与4-8个高温试样连接。

4.根据权利要求1所述的一种超高温或大温差环境下剪切强度测试的装置，其特征在于：所述自生水冷高温合金拉杆(104)上端1/4位置为冷却水进水口(108)和冷却水出水口(109)，自生水冷高温合金拉杆(104)下端与高温陶瓷压头(110)连接。

5.根据权利要求1所述的一种超高温或大温差环境下剪切强度测试的装置，其特征在于：所述脊梁(105)分上下左右四个，脊梁(5)的凹槽中放置试样，并由上下脊梁(105)卡紧固定，试样与冷却系统相连，右端为冷却水进水口(108)，左侧为冷却水出水口(109)，脊梁(105)与炉体(1)中间有保温材料二(112)。

6.根据权利要求1所述的超高温或大温差环境下剪切强度测试装置所用的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)将待测试试样件放置在炉体(1)中心位置并由上下脊梁(5)卡紧固定，低温试样与水冷循环系统连接，高温试样与高温陶瓷压头(110)和自生水冷高温合金拉杆(104)连接；

2)通过控制电柜(5)上的操作面板控制加热体(101)的加热速率，对炉体(1)均匀快速加热，通过非接触式遥感红外系统测温系统(111)和B型铂铑热电偶(106)对试样表面及炉体(1)内部温度进行检测，待加热至目标温度后，保温5-10min；

3)普通电子万能试验机(2)通过自生水冷高温合金拉杆(104)和高温陶瓷压头(110)对试样进行施力加载，直到待测试样断裂，通过压力传感器(4)记录试样断裂时对应的临界载荷数值并传输给显示分析系统(6)；

4)显示分析系统(6)根据待测试样的尺寸和断裂时临界载荷数值按式(1)计算，得出测量项的数值并显示，

式(1)：，其中，P_c为临界载荷，w为试样宽度，L为试样长度，σ为剪切强度。