專利名稱：一種小型受熱增壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小型受熱增壓裝置，屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
材料科學(xué)等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域中，經(jīng)常需要通過加熱等手段燒結(jié)制備出小型材料樣品 (mm3 cm3級別)，用來進(jìn)行物理或化學(xué)性狀的分析和測試。而制備過程中如果在加熱的 同時對小型材料樣品施加壓力的話，可以使小型材料樣品比無壓的情況下?lián)碛懈玫闹旅?度，其性能也會更加優(yōu)越?，F(xiàn)有的用于對此類小型材料樣品產(chǎn)生加熱加壓效果的研究有放 電等離子燒結(jié)技術(shù)，可以實現(xiàn)一邊加壓、一邊加熱的處理效果；熱脹冷縮產(chǎn)生壓力的裝置， 專利號=200610166214. 1，其原理是將被研究材料4過盈配合安裝在內(nèi)模具2中心部位的 圓孔3內(nèi)，并使其兩端與內(nèi)模具2的圓柱體弧度相吻合安裝后構(gòu)成一完整的圓柱體，再過盈 配合套裝在外模具1內(nèi)，使圓孔3的兩端封閉在外模具1內(nèi)，且與外模具1的內(nèi)表面完全吻 合，利用不同材料熱脹冷縮系數(shù)的差異，在加熱過程中由內(nèi)模具2和外模具1分別限制被研 究材料4徑向和軸向的自由膨脹，從而對被研究材料4產(chǎn)生壓力。但是前者設(shè)備體積龐大， 造價昂貴，制備小型材料樣品的成本較高，而且國內(nèi)擁有放電等離子燒結(jié)設(shè)備的單位很少， 制備起來非常不便；后者要將被研究材料的兩端制備成與內(nèi)模具2的圓柱體弧度和外模具 1的內(nèi)表面相吻合，這需要較高的制備技術(shù)，在通常的試驗室中實現(xiàn)起來也比較困難。綜上 所述，現(xiàn)有提供加熱加壓的設(shè)備，并不適合在試驗室范圍內(nèi)普遍使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種小型受熱增壓裝置，該裝置可對其內(nèi)部放置的小型材料 樣品在加熱過程中產(chǎn)生加壓效果，而且適合在試驗室范圍內(nèi)廣泛使用。其技術(shù)方案為一種小型受熱增壓裝置，其特征在于整套裝置由內(nèi)模具(3)、外模具(5)和兩根 工作柱⑴組成，工作柱⑴沿軸線方向排放過盈配合嵌入內(nèi)模具⑶中，內(nèi)模具過盈配合 套裝在外模具(5)中，工作柱和內(nèi)外模具材料是將熱膨脹系數(shù)大的材料過盈配合安裝在熱 膨脹系數(shù)小的材料內(nèi)。所述的小型受熱增壓裝置，內(nèi)模具(3)為由兩個同軸同尺寸的半圓柱體結(jié)合成的 圓柱，每個半圓柱體的內(nèi)部都有一個同軸同尺寸的半圓柱體空腔，每個半圓柱體由兩個脫 ?？?4)連通半圓柱體的外側(cè)表面和內(nèi)部半圓柱體空腔，孔的軸線垂直于內(nèi)模具的結(jié)合面 且通過內(nèi)模具半圓柱體的軸線。所述的小型受熱增壓裝置，外模具的徑向截面為圓環(huán)型，其內(nèi)徑與內(nèi)模具可過盈 配合安裝。所述的小型受熱增壓裝置，一套兩根工作柱，沿軸線方向排放可過盈配合嵌入內(nèi) 模具內(nèi)部的空腔中。本發(fā)明的工作原理為先將原材料通過小型液壓機(jī)等設(shè)備機(jī)械加工成與工作柱同
3直徑的原材料小圓片(加熱后形成小型材料樣品)，與一套兩根工作柱一起過盈配合嵌入 內(nèi)模具的內(nèi)部空腔內(nèi)，拼合內(nèi)模具的兩個半圓柱體成為一個完整的圓柱體，再過盈配合套 裝在外模具中。由于利用的是不同材料熱脹冷縮系數(shù)的差異，須將熱膨脹系數(shù)大的材料過 盈配合安裝在熱膨脹系數(shù)小的材料內(nèi)，這樣在整體受熱時，原材料會因不能自由膨脹而受 到壓力，且承受的壓力會因溫度的升高而增加。如果內(nèi)外模具受到內(nèi)部原材料的反作用力 超過其承受的強(qiáng)度極限時，可在保持內(nèi)模具內(nèi)部空腔形狀不變的情況下，通過增大內(nèi)外模 具的尺寸來增加其耐受的強(qiáng)度極限。這樣，在制備小型材料樣品的過程中，實現(xiàn)了受熱增壓 的效果。制備完成后，可借助脫模工具方便取出小型材料樣品。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點1.原材料的準(zhǔn)備簡單易行，只需用模具壓成與工作柱配合的小圓片即可；2.大大降低加壓熱處理的試驗成本；3.整套裝置體積小巧，易于加工，簡單實用，便于裝配，可普遍在試驗室范圍內(nèi)使 用。


圖1是本發(fā)明實施例的內(nèi)模具分解立體圖；其中1、工作柱2、原材料小圓片(小型材料樣品)3、內(nèi)模具4、脫膜孔圖2是本發(fā)明實施例的外模具立體圖；其中5、外模具圖3是本發(fā)明實施例裝配完成后的整體剖視圖
具體實施例方式實施例1整套裝置由內(nèi)模具3、外模具5和兩根工作柱1組成，工作柱沿軸線方向排放過盈 配合嵌入內(nèi)模具中，內(nèi)模具過盈配合套裝在外模具中，內(nèi)模具3為由兩個同軸同尺寸的半 圓柱體結(jié)合成的圓柱，每個半圓柱體的內(nèi)部都有一個同軸同尺寸的半圓柱體空腔，每個半 圓柱體由兩個脫?？走B通半圓柱體的外側(cè)表面和內(nèi)部半圓柱體空腔，孔的軸線垂直于內(nèi)模 具的結(jié)合面且通過內(nèi)模具半圓柱體的軸線。外模具5的徑向截面為圓環(huán)型見圖2，其內(nèi)徑與 內(nèi)模具可過盈配合安裝。裝配完成后的整體如圖3所示。先將一套兩根工作柱1和原材料小圓片2同軸放置壓緊，一并過盈配合安裝至內(nèi) 模具3的內(nèi)部空腔內(nèi)，再將內(nèi)模具的兩個半圓柱體拼合成為一個完整的圓柱體，過盈配合 套裝在外模具5中，見圖3。由于使用的工作柱和內(nèi)外模具材料是將熱膨脹系數(shù)大的材料過 盈配合安裝在熱膨脹系數(shù)小的材料內(nèi)，這樣在整體受熱時，利用不同材料熱脹冷縮系數(shù)的 差異，使得原材料小圓片2會因不能自由膨脹而受到壓力，從而在受壓條件下完成加熱反 應(yīng)，生成小型材料樣品。同時，原材料小圓片所承受的壓力還會伴隨溫度的升高而增加。制 備工作完成后，可借助脫膜孔4方便取出小型材料樣品。
權(quán)利要求
一種小型受熱增壓裝置，其特征在于整套裝置由內(nèi)模具(3)、外模具(5)和兩根工作柱(1)組成，工作柱(1)沿軸線方向排放過盈配合嵌入內(nèi)模具(3)中，內(nèi)模具過盈配合套裝在外模具(5)中，工作柱和內(nèi)外模具材料是將熱膨脹系數(shù)大的材料過盈配合安裝在熱膨脹系數(shù)小的材料內(nèi)；所述的小型受熱增壓裝置，內(nèi)模具(3)為由兩個同軸同尺寸的半圓柱體結(jié)合成的圓柱，每個半圓柱體的內(nèi)部都有一個同軸同尺寸的半圓柱體空腔，每個半圓柱體由兩個脫?？?4)連通半圓柱體的外側(cè)表面和內(nèi)部半圓柱體空腔，孔的軸線垂直于內(nèi)模具的結(jié)合面且通過內(nèi)模具半圓柱體的軸線；所述的小型受熱增壓裝置，外模具的徑向截面為圓環(huán)型，其內(nèi)徑與內(nèi)模具可過盈配合安裝；所述的小型受熱增壓裝置，一套兩根工作柱，沿軸線方向排放可過盈配合嵌入內(nèi)模具內(nèi)部的空腔中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種小型受熱增壓裝置，由內(nèi)模具(3)、外模具(5)和兩根工作柱(1)組成，工作柱(1)沿軸線方向排放過盈配合嵌入內(nèi)模具(3)的空腔中，內(nèi)模具過盈配合套裝在外模具(5)中，工作柱和內(nèi)外模具材料是將熱膨脹系數(shù)大的材料過盈配合安裝在熱膨脹系數(shù)小的材料內(nèi)，工作時小型材料樣品2與兩根工作柱1同軸放置壓緊，一并過盈配合安裝至內(nèi)模具3的內(nèi)部空腔內(nèi)；整套裝置體積小巧，易于加工，簡單實用，便于裝配，可普遍在試驗室范圍內(nèi)使用。
文檔編號G01N1/28GK101819104SQ20101015231
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者劉志勇, 劉敏, 周美玲, 張騰, 王建宏, 索紅莉, 連鈉, 馬麟, 高培闊 申請人:北京工業(yè)大學(xué)