[实用新型]一种陶瓷基复合材料超高温拉伸组合夹具

说明书

本实用新型公开了一种陶瓷基复合材料超高温拉伸组合夹具，试件的两端分别通过一个半圆台卡件连接一个夹具头，夹具头包括圆柱卡件，圆柱卡件的一个圆形端面连接有连接杆，另一个圆形端面上设置有圆台孔，圆柱卡件的圆柱圆弧面顶部自上而下设置有圆柱卡槽，圆台孔与圆柱卡槽相通，半圆台卡件的顶面上设置有梯形卡槽，梯形卡槽的侧壁与底面之间设置有滑槽，半圆台卡件置于圆柱卡槽内，半圆台卡件的小端面自圆台孔伸出，试件两端的端板分别自滑槽卡入梯形卡槽内；本实用新型结构简单，加工方便，经济性好，可靠性强，拉伸测试装置为单独整体，安装、拆卸简单。

技术领域

本发明属于材料测试技术领域，特别涉及一种陶瓷基复合材料超高温拉伸组合夹具。

背景技术

随着我国航空航天事业的飞速发展，对航空航天材料也提出越来越高的要求。航空发动机作为航空器的心脏，被誉为“工业之花”，对航空器的性能、可靠性及经济型有直接的影响，是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。超高温、超高压、超高比重等已经成为了航空发动机的发展方向。陶瓷基复合材料具有耐高温，高强度和刚度，高比模，低密度，抗腐蚀，耐磨损等优点，已经成为航空航天领域不可替代的新型高温结构材料之一。由于陶瓷基复合材料主要应用于高温环境，因此在高温环境下对其力学性能的测试分析和试验研究尤为重要。

拉伸试验是将材料沿轴向拉伸，测量其拉伸性能指标。现有拉伸试验夹具多为合金材料加工而成，现阶段最好的耐高温合金材料在不采取冷却保护的情况下工作温度不超过1038℃，高温合金在1300℃时的比强度和比模量已经趋近为零，因此在1000℃以上的超高温环境下拉伸试验会出现屈服失效现象，对试验结果造成严重影响。在陶瓷基复合材料的拉伸试验中，试验机夹具如果设计不当则有可能使试件在夹持段断裂，因此合理的夹具结构设计也是陶瓷基复合材料拉伸试验的关键环节。

现有技术中，专利CN10807769A“一种极低模量复合材料高温拉伸试验夹具及其试验方法”采用可使试样在加热过程中自由膨胀的U形夹具以消除试样在加热过程中热应力的影响，U形夹具采用高强度高耐温材料，该装置可适用于低模量复合材料或者其他拉伸强度较弱的材料，也可适用于拉伸强度较弱的高温材料拉伸试验，但是该发明专利中的拉伸单元除夹具外都为普通高温合金，不能满足1000℃以上的超高温试验环境，该发明专利也不满足高模量材料的拉伸试验。专利CN205981877U“一种用于测试合金高温拉伸性能的夹具”相对传统拉伸装置加入了拉力传感器和水冷装置，水冷装置用于保证拉力传感器不受高温影响，从而获得准确的测试结果，但是加入拉力传感器和水冷装置使整体组合结构变得复杂，装卸麻烦，并且该发明只考虑了高温对拉力传感器的测量，忽略了在高温下拉伸装置拉伸单元受热失效变形的影响。专利CN206696083U“一种高温试验夹具”采用高温陶瓷复合材料或者钨钼合金制成夹具结合水冷连接件减少加热炉的热量对传感器的影响，但是整个组合结构过于复杂，加入水冷连接件对试验环境增加了约束，装置整体装卸比较复杂。专利CN103018101A“一种用于陶瓷基复合材料高温拉伸测试的夹具”提供了一种T形的夹具结构，使试件夹持端受力均匀，避免了试件受拉时在夹持端的破坏，并且采用高强度耐高温材料作为主、副夹头的材料，但是该装置只能很好的应用于800℃以下的测量环境，不满足1000℃以上的超高温环境试验测量。

因此，有必要提供一种结构简单并可以同时满足超高温环境下对材料进行拉伸试验的装置，实现对材料拉伸力学性能参数的精确测量。

发明内容

本发明提供一种陶瓷基复合材料超高温拉伸组合夹具，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：