[发明专利]梯度材料高通量压痕蠕变测试装置

说明书

本发明提供了一种梯度材料高通量压痕蠕变测试装置，包括用于对梯度试样加热的加热装置、用于向梯度试样加载压力的压力加载装置、用于与梯度试样表面接触并将压力加载装置的压力载荷施加给梯度试样的多个压头和用于感应各活塞杆轴向位移变化的感应器，压力加载装置包括多个平行并间隔设置的缸筒、顶端滑动插装于各缸筒中的活塞杆和推动各活塞杆竖直向下移动的恒压施加装置，多个压头分别设置于各活塞杆的底端。本发明提供的梯度材料高通量压痕蠕变测试装置在蠕变测试试验过程中，只需通过感应器感应并记录各活塞杆下降的位移，利用时间和位移的记录即可对比分析梯度试样各个位置的蠕变性能，可准确、高效地对梯度材料进行蠕变测试试验。

技术领域

本发明属于材料测试设备技术领域，更具体地说，是涉及一种梯度材料高通量压痕蠕变测试装置。

背景技术

梯度材料整体为功能相应于组成和结构的变化而渐变的非均质材料，其具有良好的耐热应力强度和机械强度，逐渐在航空航天领域中得到应用。当前，在新型耐高温抗蠕变合金材料的研发过程中，常常引入材料基因工程高通量思想，以制备出耐高温抗蠕变性能良好的梯度材料。由于梯度材料通常包含了元素成分梯度、含量梯度或者组织梯度，使梯度材料在某个或者某些方向上呈现组织或者成分的梯度分布，甚至呈现各向异性的非均质特性。因此，在对梯度材料进行蠕变性能测试试验时，通常无法制备出大尺寸、成分组织分布均匀的均质蠕变试样，这就使得传统的单轴拉伸蠕变测试装置无法准确、高效地对梯度材料进行蠕变测试试验，导致梯度材料的蠕变试验结果准确度偏低，测试效率较低，无法满足新型耐高温抗蠕变梯度材料高通量、快速试验、快速筛选的急迫需求，从而制约了梯度材料在航空航天领域中的广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种梯度材料高通量压痕蠕变测试装置，旨在解决现有技术中存在的无法准确、高效地对梯度材料进行高通量蠕变测试试验的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种梯度材料高通量压痕蠕变测试装置，包括用于对梯度试样加热的加热装置、用于向所述梯度试样加载压力的压力加载装置以及用于与所述梯度试样表面接触并将所述压力加载装置的压力载荷施加给所述梯度试样的多个压头，所述压力加载装置包括多个平行并间隔设置的缸筒、顶端滑动插装于各所述缸筒中的活塞杆和推动各所述活塞杆直线移动的恒压施加装置，多个所述压头分别设置于各所述活塞杆的底端，所述梯度材料高通量压痕蠕变测试装置还包括用于感应各所述活塞杆轴向位移变化以测试所述梯度试样蠕变变形量的感应器。

进一步地，所述恒压施加装置包括与各所述缸筒相连通的缸体、滑动安装于所述缸体中的托盘以及置于所述托盘上以使所述托盘向下移动压缩所述缸体内空气的加压砝码，各所述缸筒固定于所述缸体的底面上。

进一步地，多个所述缸筒呈矩形阵列排布于所述缸体的底面上。

进一步地，多个所述活塞杆上的测量孔位于同一平面。

进一步地，所述感应器为激光位移传感器，各所述活塞杆上设有供所述激光位移传感器感应的测量孔。

进一步地，各所述活塞杆上分别设有多个所述测量孔。

进一步地，各所述活塞杆上的多个所述测量孔沿该活塞杆的周向等间隔分布。

进一步地，所述加热装置包括用于容置所述梯度试样的温控箱、设置于所述温控箱内的加热元件和用于感测所述梯度试样温度的热电偶。

进一步地，所述温控箱包括箱体和盖设于所述箱体上的盖板，所述盖板上分别对应设有引导各所述活塞杆垂直伸入所述箱体中的导向滑孔。

进一步地，各所述压头上设有用于检测该压头载荷信号的压力传感器。