一種金屬-碳高溫共晶點(diǎn)復(fù)現(xiàn)用坩堝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬-碳高溫共晶點(diǎn)復(fù)現(xiàn)用坩禍，屬于高溫?zé)犭娕紮z定或校準(zhǔn)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]高溫?zé)犭娕紮z定或校準(zhǔn)過程中，坩禍結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響坩禍最終的循環(huán)使用次數(shù)，并間接影響到高溫?zé)犭娕嫉臋z定次數(shù)，因此必須予以特別的重視。
[0003]目前主流的坩禍在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有以下兩種方案:
[0004]第一種采用瓶膽式雙層殼體結(jié)構(gòu)，內(nèi)層殼體直接與金屬和碳(金屬-碳)共晶物接觸，外層殼體包圍著內(nèi)層殼體，起到防止內(nèi)層殼體破裂共晶物泄漏的作用，如Edler等在文獻(xiàn)〈〈A cobalt - carbon eutectic fixed point for the calibrat1n of contactthermometers at temperatures above 110CTC》(Edler F.and Baratto A.C.A cobalt -carbon eutectic fixed point for the calibrat1n of contact thermometers attemperatures above 110CTC [J].Metrologia, 2005, 42, 201-207.)中介紹的i甘禍。這種i甘禍結(jié)構(gòu)存在的問題是:內(nèi)層殼體與外層殼體幾何約束太多，導(dǎo)致高溫下內(nèi)層殼體的底部在熱變形后會(huì)受到外層殼體的約束而容易產(chǎn)生擠壓破壞。這會(huì)使坩禍的使用次數(shù)減少，降低了坩禍重復(fù)利用的經(jīng)濟(jì)性。
[0005]第二種采用石墨編織層替代內(nèi)層殼體，石墨編織層將共晶物與外殼隔離，起到保護(hù)外殼和防止共晶物泄漏的作用，如Yamada等人在專利文獻(xiàn)《FIXED-P0INTCELL,FIXED-P0INT TEMPERATURE REALIZING APPARATUS, AND METHOD OF THERMOMETERCALIBRAT1N》(專利號(hào):US 7837382B2)中提到的坩禍。這種坩禍雖然可以降低內(nèi)層殼體破裂的風(fēng)險(xiǎn)，但是石墨編織層在高溫下會(huì)逐漸剝落分離，對(duì)共晶物產(chǎn)生一定污染。
[0006]上述兩種方案各有一些不足，因此需要考慮多方面因素對(duì)坩禍進(jìn)行設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有坩禍在設(shè)計(jì)上存在的不足，提出一種金屬-碳高溫共晶點(diǎn)復(fù)現(xiàn)用坩禍。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0009]本發(fā)明的一種金屬-碳高溫共晶點(diǎn)復(fù)現(xiàn)用坩禍，其特征在于:所述金屬-碳高溫共晶點(diǎn)復(fù)現(xiàn)用坩禍材質(zhì)為石墨。其包括:坩禍外殼(I)、坩禍內(nèi)襯(2)、坩禍上蓋(3)和溫度計(jì)井⑷。
[0010]坩禍內(nèi)襯⑵的上端口有外螺紋，坩禍內(nèi)襯⑵下端設(shè)計(jì)有凸緣(6)。在坩禍內(nèi)襯(2)上端口的外螺紋下方設(shè)計(jì)有直徑小于上端口的頸部結(jié)構(gòu)(7)，便于用坩禍鉗對(duì)尚未冷卻的坩禍進(jìn)行夾持移動(dòng)。
[0011]坩禍內(nèi)襯⑵的腔內(nèi)底部和凸緣(6)的底部均采用圓角過渡設(shè)計(jì)，目的是減小應(yīng)力集中，提升坩禍內(nèi)襯(2)在高溫下的強(qiáng)度。
[0012]坩禍外殼(I)套在坩禍內(nèi)襯(2)外部，并與坩禍內(nèi)襯(2)底部凸緣(6)的上方固定連接；坩禍外殼(I)用于防止坩禍內(nèi)襯(2)在高溫使用時(shí)破裂而引起金屬-碳共晶物流出，起到雙重保護(hù)作用。該設(shè)計(jì)安裝方便，同時(shí)坩禍內(nèi)襯(2)在高溫變形時(shí)其底部不再受到坩禍外殼(I)的約束，降低了熱應(yīng)力，提升整個(gè)坩禍的使用可靠性。
[0013]溫度計(jì)井⑷放置于坩禍內(nèi)襯⑵內(nèi)部。
[0014]坩禍上蓋(3)上設(shè)計(jì)有內(nèi)螺紋，與坩禍內(nèi)襯(2)上端口的外螺紋相配合，使坩禍上蓋(3)與坩禍內(nèi)襯(2)固定連接，起固定溫度計(jì)井(4)和密封坩禍內(nèi)襯(2)的作用。坩禍上蓋⑶上有中心圓孔(8)，中心圓孔⑶通過密封蓋密封。當(dāng)需要將高溫?zé)犭娕疾迦氲綔囟扔?jì)井(4)內(nèi)部時(shí)，打開密封蓋，從坩禍上蓋(3)上的中心圓孔(8)將高溫?zé)犭娕继饺霚囟扔?jì)井(4)進(jìn)行溫度測(cè)量。
[0015]溫度計(jì)井(4)在底部采用圓角過渡，目的是向坩禍內(nèi)襯(2)壓入溫度計(jì)井(4)時(shí)減小來自共晶物(5)的阻力。
[0016]所述金屬-碳高溫共晶點(diǎn)復(fù)現(xiàn)用坩禍的使用方法為:
[0017]步驟1:將坩禍的坩禍上蓋(3)和溫度計(jì)井(4)移除，將配好的金屬-碳混合粉末裝填在坩禍內(nèi)襯(2)中，擰上坩禍上蓋(3)后放入高溫均熱爐進(jìn)行升溫加熱至指定溫度時(shí)，保持2至3小時(shí)后，將所述坩禍移出高溫均熱爐；此時(shí)金屬-碳混合粉末成為共晶物(5)。
[0018]所述指定溫度在1100°C至1500°C范圍內(nèi)。
[0019]所述金屬-碳混合粉末為:鐵-碳混合粉末(Fe-C)或鈷-碳混合粉末(Co-C)或鎳-碳混合粉末(N1-C)或鈀-碳混合粉末(Pd-C)或銠-碳混合粉末(Rh-C)或鉑-碳混合粉末(Pt-C)或舒-碳混合粉末(Ru-C)或銥-碳混合粉末(Ir-C)或錸-碳混合粉末(Re-C)。
[0020]步驟2:移走坩禍上蓋(3)，向坩禍內(nèi)襯(2)中放入溫度計(jì)井⑷。由于共晶物(5)占據(jù)了坩禍內(nèi)襯(2)的一部分容積，所以此時(shí)溫度計(jì)井(4)會(huì)有一段露在坩禍內(nèi)襯(2)上端口的上方。
[0021]步驟3:為了讓共晶物(5)包圍溫度計(jì)井(4)，再次將所述坩禍放入高溫均熱爐加熱熔化共晶物(5)，使共晶物(5)變?yōu)橐簯B(tài)；然后把溫度計(jì)井(4)壓入液態(tài)的共晶物(5)中，直至溫度計(jì)井(4)上端面與坩禍內(nèi)襯(2)上端面持平后，將坩禍從高溫均熱爐中移出。
[0022]步驟4:擰上坩禍上蓋(3)，坩禍上蓋(3)的作用是固定溫度計(jì)井(4)的位置，防止共晶物(5)熔化后溫度計(jì)井(4)向上浮動(dòng)。
[0023]步驟5:打開坩禍上蓋(3)上的密封蓋，使高溫?zé)犭娕即┻^坩禍上蓋(3)的中心圓孔后進(jìn)入溫度計(jì)井(4)進(jìn)行共晶點(diǎn)溫坪的測(cè)試復(fù)現(xiàn)。
[0024]有益效果
[0025]本發(fā)明提出的金屬-碳高溫共晶點(diǎn)復(fù)現(xiàn)用坩禍與已有裝置相比較，具有如下優(yōu)點(diǎn):坩禍內(nèi)襯底部有凸緣，坩禍外殼可以直接套接在凸緣上方，使用過程中安裝方便；坩禍外殼防止坩禍內(nèi)襯在高溫使用時(shí)破裂而引起金屬-碳共晶物流出，起到雙重保護(hù)作用；同時(shí)坩禍內(nèi)襯在高溫變形時(shí)其底部不再受到坩禍外殼的約束，降低了熱應(yīng)力，提升整個(gè)坩禍的使用可靠性。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中金屬-碳高溫共晶點(diǎn)復(fù)現(xiàn)用坩禍的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】中坩禍內(nèi)襯(2)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]其中，1_ i甘禍外殼、2_ i甘禍內(nèi)襯、3_ i甘禍上蓋、4_溫度計(jì)井、5-共晶物、6-凸緣、7-頸部結(jié)構(gòu)、8-中心圓孔。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0030]本實(shí)施例中的金屬-碳高溫共晶點(diǎn)復(fù)現(xiàn)用坩禍，其材質(zhì)為石墨；其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括:樹禍外殼1、樹禍內(nèi)襯2、;t甘禍上蓋3和溫度計(jì)井4。
[0031]坩禍內(nèi)襯2的結(jié)構(gòu)如圖2所示，上端口有外螺紋，坩禍內(nèi)襯2下端設(shè)計(jì)有凸緣6。在坩禍內(nèi)襯2上端口的外螺紋下方設(shè)計(jì)有直徑小于上端口的頸部結(jié)構(gòu)7，便于用坩禍鉗對(duì)尚未冷卻的坩禍進(jìn)行夾持移動(dòng)。