[实用新型]一种材料弹热性能测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及形状记忆材料弹热效应测试技术领域。更具体地，涉及一种可用于4.2K-573K温区内任意温度环境下的形状记忆材料弹热性能的测试装置。

背景技术

对某些材料(尤其是合金材料，例如Ni-Ti，Cu-Al-Mn，Cu-Zn-Al等合金)具有形状记忆特性好、金属耐疲劳特性强、金属强度高等优点。当对材料进行加载力的时，会导致材料内部组织发生相变，即马氏体转变。由于相变会使材料产生相变温度，即发生温度变化。由于材料具有强的形状记忆特性，当对材料卸载力时，相变后的材料又恢复到原来的晶格状态，这一过程也发生了相变，材料产生相变温度。一般情况下在对材料进行拉伸或者弯曲加载力时，材料温度升高，当对材料卸载力时，材料温度下降。对这一温度变化现象称为“热弹性马氏体转变温度”。

形状记忆合金是在传统马氏体相变的现象和理论基础上发展起来的一种新型的功能材料，由于该材料在相变过程中会产生一些特殊的性能，特别是形状记忆效应、高阻尼性和超弹性，已经被广泛应用到医疗、航天、纺织工业、家用电器、电子、能源和机械等领域中。随着形状记忆合金的广泛应用，目前，对其研究也越来越深入，但是目前只有在室温条件下测量材料弯曲形变下的弹热性能的简易装置，而没有一种可在大的温度范围内测量形状记忆合金任一应变的弹热性能的装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可在多种温度下测试材料任意应变的弹热性能的装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案：

一种材料弹热性能的测试装置，包括：

真空杜瓦容器，试样放置在所述真空杜瓦容器内并对试样进行保温减少漏热；

控温系统，用来控制所述真空杜瓦容器内的温度，为试样提供所需的环境温度；

力学试验机，在进行材料弹热性能测试过程中，为试样提供负荷及卸载负荷；

数据输入及采集的程序控制系统，该系统通过程序向所述力学试验机输入试验参数，并采集力学试验机传感器和试样处温度计的测试数据；

以及引伸计，用于测量试样的应变。

优选地，所述控温系统包括控温仪和加热装置，所述控温仪和加热装置对真空杜瓦容器的内部环境进行升温。

优选地，所述数据输入及采集的程序控制系统向力学试验机输入的参数包括：试样所需测试的应变大小、位移过程中的位移速度、达到所需应变后的位移的保载时间、卸载过程中试样位移的速度、卸载最终目标力的大小、目标力保载的时间和试验循环次数。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的测试装置可实现材料的任意应变下的拉伸、弯曲等形变；并能实现低温(最低液氦4.2K)、室温、高温(最高300摄氏度)下任意环境温度下的弹热性能测量；环境温度精确可控可调。能准确测量出材料在任意温度下(4.2K-573K)发生相变时的温度变化。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，一种材料弹热性能测试装置，包括：力学试验机1、真空杜瓦容器2、加热器3、温度计4、引伸计5、控温仪6和数据输入及采集程序控制系统7。力学试验机1上设有夹具9、传感器10和拉伸杆11，拉伸杆11的一端与夹具9连接，另一端通过传感器10固定在力学试验机1上。试样8安装在夹具9上，引伸计5和温度计4均设置在试样8上，分别用来采集试样8的应变和温度，并将采集到的数据传输给数据输入及采集程序控制系统7。真空杜瓦容器2设置在力学试验机1的法兰盘上，加热器3设置在真空杜瓦容器2的内部，控温仪6通过加热器3对真空杜瓦容器2升温，真空杜瓦容器2为试样8及其环境保温。

本实施例中力学试验机1对试样8施加拉伸力，测试试样8发生拉伸应变时的弹热性能。在其它的实施列中，力学试验机1可对试样8施加拉伸、压缩、弯曲或扭转等任意应变，本实用新型的装置可测试试样8任意应变下的弹热性能。

本实用新型的测试装置的实验流程包括下述步骤：

(1)将试样8安装在力学试验机1的夹具9上，并将适合试样8标距的引伸计5和温度计4设置在试样8上。