[发明专利]轻气炮实验用低熔点金属样品的成型装置及使用方法

说明书

本发明涉及轻气炮实验技术领域，具体涉及一种轻气炮实验用低熔点金属样品的成型装置及使用方法，包括成型顶盖、成型筒和成型底座，成型顶盖的底部设置有加热过滤室，加热过滤室内嵌设有电加热单元，加热过滤室的侧壁上设置有溢流孔，成型筒的侧壁上设置有堵塞头，成型筒的内壁上对称设置有平面壁垒，所述成型底座的顶部设置有可更替基台，可更替基台的顶部设置有探针杆。本发明在对样品熔化成型的过程中，不仅实现对样品的提纯，而且使得成型后的样品更易被固定，且样品内同时保留有探针预留孔，方便在轻气炮实验中将触发探针插入样品的探针预留孔中，精准预测轻气炮实验中飞片到达样品表面的时间，辅助后期测量装置设置合理的记录时间段。

技术领域

本发明涉及轻气炮实验技术领域，具体涉及一种轻气炮实验用低熔点金属样品的成型装置及使用方法。

背景技术

地球是人类赖以生存的家园，而地震、火山喷发等自然灾害危及人类的生存，所以探索地球内部动力学规律是重要科学研究方向之一。众所周知，地球深部处于高温高压状态，故高温高压条件下材料物性（粘性，强度）的研究是地球动力学的重要课题。通常在实验室可以基于氢气炮，利用冲击波扰动方法研究材料在高温高压条件下的粘-弹性，为了建立一套实验和理论相结合的方法测量材料的这一特性，并区分材料的粘性和弹塑性，就需要选择不同熔点的金属作为研究对象。冲击波扰动方法的关键环节就是制备具有正弦形曲面的实验样品，硬度较高的金属可以利用慢走丝线切割技术加工成型，但对于冲击波扰动实验中的用于测量金属粘性的重要研究对象——金属锡而言，由于其质地柔软，车床上的夹具极易使其变形，无法利用车床加工出期望的形状。

另外，在制备实验样品的过程中，由于部分样品含有杂质，若不进行提纯处理，则会对轻气炮实验造成较大影响，而现有的轻气炮实验样品的成型装置中，样品成型和样品提纯是分开进行的，这样就增加了实验准备时间，延长了实验周期，降低了实验研究效率。

为此，本发明提供一种结构简单，使用便捷，可同时进行提纯和成型的轻气炮实验用低熔点金属样品的成型装置及使用方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种轻气炮实验用低熔点金属样品的成型装置及使用方法，利用金属锡的熔点低的特点，通过熔融后模具塑性来实现样品成型，具体通过加热过滤室上的溢流孔和成型筒上的堵塞头配合，在对样品熔化成型的过程中，同时实现对样品的提纯，并通过设置平面壁垒和探针杆，使得成型后的样品更易定位，且样品内同时保留有探针预留孔，方便在轻气炮实验中将触发探针插入样品的探针预留孔中，精准预测轻气炮实验中飞片到达样品表面的时间，辅助后期测量装置设置合理的记录时间段。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种轻气炮实验用低熔点金属样品的成型装置，包括自上而下依次设置有成型顶盖、成型筒和成型底座，成型筒分别与成型顶盖、成型底座可拆卸连接，所述成型顶盖的底部设置有加热过滤室，所述加热过滤室的侧壁和底壁内分别嵌设有电加热单元，加热过滤室的侧壁上均匀设置有多个溢流孔，所述溢流孔靠近加热过滤室的底部设置，成型筒的侧壁上设置有多个封堵组件，所述封堵组件包括堵塞头和连接杆，所述堵塞头设置在成型筒内，且堵塞头与溢流孔相匹配，所述连接杆的一端穿过成型筒与堵塞头连接，所述成型筒的内壁上对称设置有平面壁垒，所述成型底座的顶部设置有可更替基台，所述可更替基台的两侧侧壁上分别设置有与平面壁垒相匹配的壁垒缺口，可更替基台的顶部设置有一对探针杆，所述探针杆靠近壁垒缺口设置。

进一步地，所述成型顶盖的边沿与成型筒的顶部螺栓连接，成型底座的边沿与成型筒的底部螺栓连接。

进一步地，所述成型顶盖的直径不小于成型筒的外径，加热过滤室的外径小于成型筒的内径。在组装成型装置的过程中，由于成型顶盖的直径不小于成型筒的外径，加热过滤室的外径小于成型筒的内径，使得加热过滤室可以放置在成型筒内，而成型顶盖的底部只能和成型筒的顶部抵接，然后对准螺栓孔，插入固定螺栓，就能够实现成型顶盖与成型筒的快速稳定连接。