本實(shí)用新型涉及凝固結(jié)晶技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種包晶合金定向凝固實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

在眾多的金屬間化合物中，具有多個(gè)包晶反應(yīng)的TiAl基合金由于其比強(qiáng)度高、比剛度高以及高溫抗氧化性、抗蠕變性和抗氫脆性良好等特征，使其成為優(yōu)秀的耐熱輕質(zhì)材料，在提升發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率等方面將具有很大的應(yīng)用潛力。但是TiAl基合金的室溫塑性差，是限制TiAl基合金推廣和應(yīng)用的主要障礙。目前控制合金材料的凝固過(guò)程是提高鑄件性能和開(kāi)發(fā)新型材料的重要手段，在近年出現(xiàn)的許多新型凝固技術(shù)中，通過(guò)將電場(chǎng)、磁場(chǎng)和微重力場(chǎng)等外場(chǎng)引入到凝固過(guò)程，將有助于提升現(xiàn)有合金材料的性能，其中電流凝固技術(shù)就是相對(duì)比較活躍的研究領(lǐng)域，但是目前的工作大多集中于電流對(duì)低熔點(diǎn)合金凝固過(guò)程的影響，對(duì)于熔點(diǎn)較高和活性較大的TiAl合金這類鈦基合金則涉及較少，一般的合金凝固過(guò)程電流作用下高熔點(diǎn)類合金模擬物的定向凝固實(shí)驗(yàn)和實(shí)時(shí)觀察不易實(shí)施，基于此，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種包晶合金定向凝固實(shí)驗(yàn)裝置，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種包晶合金定向凝固實(shí)驗(yàn)裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的一般的合金凝固過(guò)程電流作用下高熔點(diǎn)類合金模擬物的定向凝固實(shí)驗(yàn)和實(shí)時(shí)觀察不易實(shí)施的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：一種包晶合金定向凝固實(shí)驗(yàn)裝置，包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)的頂部左右兩側(cè)分別設(shè)置有電場(chǎng)發(fā)生器和計(jì)算機(jī)，所述電場(chǎng)發(fā)生器的頂部設(shè)置有結(jié)晶裝置，所述結(jié)晶裝置的頂部左右兩側(cè)分別設(shè)置有冷端傳熱塊和熱端傳熱塊，所述熱端傳熱塊的頂部設(shè)置有溫控器，所述溫控器的左端設(shè)置有溫度檢測(cè)裝置，所述溫度檢測(cè)裝置的檢測(cè)端與結(jié)晶裝置的頂部接觸連接，所述冷端傳熱塊的左端插接有出水管，所述熱端傳熱塊的右端插接有進(jìn)水管，所述出水管的進(jìn)水端貫穿冷端傳熱塊的右壁，且出水管的進(jìn)水端與結(jié)晶裝置的左側(cè)連接，所述進(jìn)水管的出水端貫穿熱端傳熱塊的左壁，且進(jìn)水管的出水端與結(jié)晶裝置的右側(cè)連接，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)的底部設(shè)置有儲(chǔ)水箱，所述出水管的出水端貫穿儲(chǔ)水箱的左壁，所述進(jìn)水管的進(jìn)水端貫穿儲(chǔ)水箱的右壁，所述儲(chǔ)水箱的內(nèi)腔底部左右兩側(cè)分別設(shè)置有抽水泵和吸水泵，所述出水管的出水端與抽水泵連接，所述進(jìn)水管的進(jìn)水端與吸水泵連接，所述儲(chǔ)水箱的內(nèi)腔底部中心設(shè)置有電阻加熱板，所述電場(chǎng)發(fā)生器的左右兩側(cè)均設(shè)置有支撐架，所述支撐架的頂部設(shè)置有滑軌，所述滑軌的外壁套接有滑動(dòng)座，所述滑動(dòng)座的底部設(shè)置有CCD圖像傳感器，且CCD圖像傳感器設(shè)置在結(jié)晶裝置的頂部，所述計(jì)算機(jī)分別與電場(chǎng)發(fā)生器、結(jié)晶裝置、溫控器、溫度檢測(cè)裝置、CCD圖像傳感器、電阻加熱板、吸水泵和抽水泵電性連接。

優(yōu)選的，所述電場(chǎng)發(fā)生器的左壁設(shè)置有電流計(jì)，所述計(jì)算機(jī)與電流計(jì)電性連接。

優(yōu)選的，所述溫度檢測(cè)裝置為薄膜鉑熱電阻。

優(yōu)選的，所述滑軌的左右側(cè)壁均開(kāi)設(shè)有滑槽，所述滑動(dòng)座的頂部左右兩側(cè)均設(shè)置有限位塊，所述限位塊插接在滑槽的內(nèi)腔。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型通過(guò)直接觀測(cè)具有小晶面晶體生長(zhǎng)特征或非小晶面晶體生長(zhǎng)特征的晶體生長(zhǎng)過(guò)程，控制溫度梯度并施加穩(wěn)衡電場(chǎng)、交流電場(chǎng)及脈沖電場(chǎng)作用于晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，最終制備出電場(chǎng)作用下的晶體凝固試樣，該裝置具備實(shí)時(shí)溫度測(cè)量及記錄，動(dòng)態(tài)照片及視頻錄制，電場(chǎng)大小可控且輸出平穩(wěn)，大溫度梯度，體積較小的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型限位塊和滑槽連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1實(shí)驗(yàn)臺(tái)、2電場(chǎng)發(fā)生器、3結(jié)晶裝置、4冷端傳熱塊、5熱端傳熱塊、6溫控器、7溫度檢測(cè)裝置、8進(jìn)水管、9出水管、10電流計(jì)、11支撐架、12滑軌、121滑槽、13滑動(dòng)座、131限位塊、14CCD圖像傳感器、15計(jì)算機(jī)、16儲(chǔ)水箱、17電阻加熱板、18吸水泵、19抽水泵。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-2，本實(shí)用新型提供一種技術(shù)方案：一種包晶合金定向凝固實(shí)驗(yàn)裝置，包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)1，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)1的頂部左右兩側(cè)分別設(shè)置有電場(chǎng)發(fā)生器2和計(jì)算機(jī)15，所述電場(chǎng)發(fā)生器2的頂部設(shè)置有結(jié)晶裝置3，所述結(jié)晶裝置3的頂部左右兩側(cè)分別設(shè)置有冷端傳熱塊4和熱端傳熱塊5，所述熱端傳熱塊5的頂部設(shè)置有溫控器6，所述溫控器6的左端設(shè)置有溫度檢測(cè)裝置7，所述溫度檢測(cè)裝置7的檢測(cè)端與結(jié)晶裝置3的頂部接觸連接，所述冷端傳熱塊4的左端插接有出水管9，所述熱端傳熱塊5的右端插接有進(jìn)水管8，所述出水管9的進(jìn)水端貫穿冷端傳熱塊4的右壁，且出水管9的進(jìn)水端與結(jié)晶裝置3的左側(cè)連接，所述進(jìn)水管8的出水端貫穿熱端傳熱塊5的左壁，且進(jìn)水管8的出水端與結(jié)晶裝置3的右側(cè)連接，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)1的底部設(shè)置有儲(chǔ)水箱16，所述出水管9的出水端貫穿儲(chǔ)水箱16的左壁，所述進(jìn)水管8的進(jìn)水端貫穿儲(chǔ)水箱16的右壁，所述儲(chǔ)水箱16的內(nèi)腔底部左右兩側(cè)分別設(shè)置有抽水泵19和吸水泵18，所述出水管9的出水端與抽水泵19連接，所述進(jìn)水管8的進(jìn)水端與吸水泵18連接，所述儲(chǔ)水箱16的內(nèi)腔底部中心設(shè)置有電阻加熱板17，所述電場(chǎng)發(fā)生器2的左右兩側(cè)均設(shè)置有支撐架11，所述支撐架11的頂部設(shè)置有滑軌12，所述滑軌12的外壁套接有滑動(dòng)座13，所述滑動(dòng)座13的底部設(shè)置有CCD圖像傳感器14，且CCD圖像傳感器14設(shè)置在結(jié)晶裝置3的頂部，所述計(jì)算機(jī)15分別與電場(chǎng)發(fā)生器2、結(jié)晶裝置3、溫控器6、溫度檢測(cè)裝置7、CCD圖像傳感器14、電阻加熱板17、吸水泵18和抽水泵19電性連接。

其中，所述電場(chǎng)發(fā)生器2的左壁設(shè)置有電流計(jì)10，所述計(jì)算機(jī)15與電流計(jì)10電性連接，電流計(jì)10便于對(duì)電場(chǎng)發(fā)生器2的電場(chǎng)發(fā)生電流進(jìn)行檢測(cè)，所述溫度檢測(cè)裝置7為薄膜鉑熱電阻，薄膜鉑熱電阻機(jī)械性能好、抗震、抗振動(dòng)，優(yōu)于繞絲類鉑熱電阻元件，所述滑軌12的左右側(cè)壁均開(kāi)設(shè)有滑槽121，所述滑動(dòng)座13的頂部左右兩側(cè)均設(shè)置有限位塊131，所述限位塊131插接在滑槽121的內(nèi)腔，通過(guò)滑槽121和限位塊131的設(shè)置，使滑動(dòng)座13可在滑軌12上進(jìn)行滑動(dòng)調(diào)節(jié)。

工作原理：本實(shí)用新型通過(guò)結(jié)晶裝置3進(jìn)行合金的結(jié)晶載體，溫控器6對(duì)結(jié)晶裝置3進(jìn)行溫度控制，計(jì)算機(jī)15控制電場(chǎng)發(fā)生器2的正極與結(jié)晶裝置3的熱端相連，電場(chǎng)發(fā)生器2的負(fù)極與結(jié)晶裝置3的冷端相連，電流計(jì)10便于對(duì)電場(chǎng)發(fā)生器2的電場(chǎng)發(fā)生電流進(jìn)行檢測(cè)，電場(chǎng)發(fā)生器2施加穩(wěn)衡電場(chǎng)、交流電場(chǎng)及脈沖電場(chǎng)，計(jì)算機(jī)15控制吸水泵18和抽水泵19工作，電阻加熱板17進(jìn)行水溫的溫度保持，吸水泵18將儲(chǔ)水箱16中的水吸入熱端傳熱塊5，水流經(jīng)結(jié)晶裝置3，保證結(jié)晶裝置3溫度恒定，抽水泵19將結(jié)晶裝置3中的水抽入儲(chǔ)水箱16，進(jìn)行恒溫水循環(huán)，CCD圖像傳感器14設(shè)置在結(jié)晶裝置3的上方，對(duì)結(jié)晶裝置3中合金的生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行記錄攝像，并將圖像信息傳遞到計(jì)算機(jī)15中進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)，通過(guò)滑槽121和限位塊131的設(shè)置，使滑動(dòng)座13可在滑軌12上進(jìn)行滑動(dòng)調(diào)節(jié)，使CCD圖像傳感器14便于進(jìn)行移動(dòng)觀測(cè)。

盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。