[发明专利]SiC氧化反应的非接触式在线检测方法及装置

权利要求书

1.一种SiC氧化反应的非接触式在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过聚焦光路实时探测离解氧环境中的SiC试样近表面空间区域气体的光谱信号；

S2、通过分析所述光谱信号判断所述SiC试样近表面是否存在Si原子，是则确定所述SiC试样发生主动氧化，否则发生被动氧化。

2.根据权利要求1所述的SiC氧化反应的非接触式在线检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

S3、改变SiC试样所处测试区域的反应条件，执行步骤S1和S2记录不同反应条件下SiC试样的氧化类型，确定主动氧化至被动氧化的转变点。

3.根据权利要求2所述的SiC氧化反应的非接触式在线检测方法，其特征在于，所述步骤S3中：在检测SiC试样发生被动氧化时，逐渐降低所述测试区域内的压强，直至根据探测的光谱信号判断SiC试样近表面空间区域存在Si原子，确定此时为主动氧化至被动氧化的转变点。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的SiC氧化反应的非接触式在线检测方法，其特征在于，所述步骤S1中采用透镜组汇聚SiC试样近表面处的实像，通过光纤接收所述实像输入光谱仪中，并通过光电倍增管后输入计算机；其中所述透镜组包括在SiC试样所处测试区域的一侧依次设置的窄带滤光片、长焦凸透镜和短焦凸透镜，所述窄带滤光片、所述长焦凸透镜和所述短焦凸透镜的几何中心与所述SiC试样近表面处于同一水平线上，且水平间距设置使得所述SiC试样近表面的实像汇聚于所述光纤一端设置的光纤传感头处，所述光纤另一端通过光纤适配器与所述光谱仪的输入端连接。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的SiC氧化反应的非接触式在线检测方法，其特征在于，所述步骤S1中将所述SiC试样置于热防护材料高温低压离解氧环境试验装置中以提供离解氧环境。

6.一种SiC氧化反应的非接触式在线检测装置，其特征在于：至少包括光谱采集装置和分析装置；

所述光谱采集装置用于实时探测处于离解氧环境中的SiC试样的近表面空间区域气体的光谱信号；

所述分析装置用于通过分析所述光谱信号判断所述SiC试样近表面是否存在Si原子，是则确定所述SiC试样发生主动氧化，否则发生被动氧化。

7.根据权利要求6所述的SiC氧化反应的非接触式在线检测装置，其特征在于：所述非接触式在线检测装置还包括：

测试装置，包括环境舱和设置在所述环境舱内的样品台，所述样品台用于放置待测的SiC试样，所述环境舱用于产生不同的离解氧环境，并调节所述样品台所处的环境温度和/或压强，所述环境舱的侧面开有观察窗；

所述分析装置包括峰值分析单元，用于通过分析所述光谱信号中的峰值信息，判断所述SiC试样发生氧化反应的类型，以及主动氧化反应的反应强度。

8.根据权利要求7所述的SiC氧化反应的非接触式在线检测装置，其特征在于：所述分析装置包括转变点分析单元，用于通过记录不同反应条件下SiC试样的氧化类型，确定被动氧化至主动氧化的转变点。

9.根据权利要求8所述的SiC氧化反应的非接触式在线检测装置，其特征在于：所述分析装置包括试验装置控制单元，用于发送指令控制环境舱改变SiC试样所处测试区域的反应条件；

所述转变点分析单元在检测SiC试样近表面发生被动氧化时，通过试验装置控制单元逐渐降低所述测试区域内的压强，直至根据探测的光谱信号判断SiC试样近表面存在Si原子。

10.根据权利要求6～9中任一项所述的SiC氧化反应的非接触式在线检测装置，其特征在于：所述光谱采集装置包括透镜组、光纤、光谱仪和光电倍增管；所述透镜组包括在SiC试样所处测试区域的一侧依次设置的窄带滤光片、长焦凸透镜和短焦凸透镜，所述窄带滤光片、所述长焦凸透镜和所述短焦凸透镜的几何中心与所述SiC试样近表面处于同一水平线上，且水平间距设置使得所述SiC试样近表面的实像汇聚于所述光纤一端设置的光纤传感头处；所述光纤另一端通过光纤适配器与所述光谱仪的输入端连接，光谱仪的输出端通过光电倍增管后连接至所述分析装置。