[发明专利]一种原位观察金属高温气氛下抗氧化能力的装置

说明书

本发明公开了一种原位观察金属高温气氛下抗氧化能力的装置，包括气氛控制系统、观察系统和温度控制系统；所述气氛控制系统包括气氛控制室以及连接气氛控制室内部的进气管道和出气管道；所述观察系统包括放置金属试样的载物台和观察金属试样的拍摄组件，所述载物台置于气氛控制室内，所述进气管道和出气管道位于气氛控制室内的进气口和出气口分别延伸至载物台上放置的金属试样的两侧，所述拍摄组件固定设置并对金属试样进行拍摄；温度控制系统对载物台上的金属试样进行恒温加热。本发明装置结构简单，能够有效实现金属材料在不同高温气氛下的抗氧化能力测试，确定初始氧化时间，并能原位观察记录金属表面氧化及其演变规律。

技术领域

本发明属于金属氧化实验技术，具体涉及一种原位观察金属高温气氛下抗氧化能力的装置。

背景技术

在现代社会中，金属材料特别是钢铁材料作为最为常见的结构材料或功能材料被广泛采用。而暴露在空气中的金属经常由于氧化而失效。由于金属表面氧化、锈蚀导致的经济损失巨大。现有的技术主要是对于金属氧化进行预防，如在金属中掺杂或在金属表面镀层等，少有对金属在气体中抗氧化能力的研究。由于在对金属抗氧化实验中，需要测试金属在不同温度、不同湿度、不同气氛下抗氧化的能力，缺少相关专门用于研究金属在高温气氛下抗氧化能力的实验设备。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前缺乏针对金属抗氧化能力的实验设备，提供一种原位观察金属高温气氛下抗氧化能力的装置，能对几乎所有种类的金属进行不同温度、不同湿度、不同气氛下的测试，并能实现原位观察及高速记录。

本发明采用如下技术方案实现：

一种原位观察金属高温气氛下抗氧化能力的装置，包括气氛控制系统、观察系统和温度控制系统；

所述气氛控制系统，包括气氛控制室33以及连接气氛控制室内部的进气管道31和出气管道32；

所述观察系统，包括放置金属试样的载物台21和观察金属试样的拍摄组件，所述载物台21置于气氛控制室33内，所述进气管道31和出气管道32位于气氛控制室内的进气口35和出气口36分别延伸至载物台21上放置的金属试样的两侧，所述拍摄组件固定设置并对金属试样进行拍摄；

温度控制系统，包括对载物台上的金属试样加热的热源11以及对金属试样进行温度监测和控制的温度传感器，所述温度传感器通过温度反馈控制单元与热源11反馈连接。

进一步的，所述载物台21为可旋转的支架，其上沿旋转圆周布置有若干样品台24，金属试样分别置于样品台24上；

所述样品台24的上下两侧均一一对应设置有进气口35和出气口36，多组进气口35和出气口36分别通过配气盘34与进气管道31和出气管道32对应连接。

优选的，所述进气口35和出气口36分别位于样品台24的斜上方和斜下方，并相互之间错开设置。

进一步的，所述样品台24沿同一旋转圆周均匀分布。

进一步的，所述载物台21采用步进电机驱动旋转，所述步进电机的步进控制角度等于相邻样品台之间的夹角。

进一步的，所述热源11采用呈圆环布置的钨丝热源，所述钨丝热源位于载物台21的下方，并与样品台24所在的旋转圆周同心设置。

进一步的，所述温度传感器采用热电偶12，所述热电偶12固定设置并与拍摄位置对应的样品台24底面弹性压紧，热电偶12与旋转的载物台21之间滑动接触，所述载物台21和样品台24均采用导热金属。

在本发明的一种原位观察金属高温气氛下抗氧化能力的装置中，所述拍摄组件包括固定设置的高温显微镜22和CCD相机23，所述高温显微镜22的目镜与CCD相机23的镜头对接，所述高温显微镜23的物镜正对载物台21上的其中一组金属试样。