專利名稱：雙溫箱腐蝕試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于研究材料在可凝聚性的氣體中腐蝕行為的試驗(yàn)裝置。
在鈾同位素分離的生產(chǎn)和科研中廣泛使用的工作介質(zhì)六氟化鈾是一種可凝聚性氣體，又具有極強(qiáng)的活動(dòng)性，與大多數(shù)有機(jī)物和金屬都能發(fā)生反應(yīng)。所以研究各種材料在六氟化鈾中的腐蝕行為是一個(gè)重要的課題。它要求腐蝕試驗(yàn)裝置既能嚴(yán)格控制試驗(yàn)條件，又可單獨(dú)調(diào)節(jié)參數(shù)變化，而且操作簡(jiǎn)單、安全可靠。然而使用現(xiàn)有的腐蝕試驗(yàn)裝置如干燥箱、濕溫箱、鹽霧箱等都不能滿足上述要求。國(guó)外資料曾報(bào)導(dǎo)過使用雙溫箱腐蝕試驗(yàn)裝置，但未見有定型產(chǎn)品。從所見到的原理性示意圖看，它包括高溫箱、低溫箱、位于兩箱內(nèi)的試驗(yàn)容器及相應(yīng)的輔助設(shè)備，高溫箱一般為電加熱式烘箱，但低溫箱卻不相同，有的用冰塊或鹽水循環(huán)致冷系統(tǒng)，雖然價(jià)廉，但溫度控制不準(zhǔn)、體積大、操作麻煩。有的采用致冷機(jī)，但體積大、有震動(dòng)，價(jià)格也高。
本實(shí)用新型的目的是提供一種適于可凝聚性氣體、既能嚴(yán)格控制試驗(yàn)條件，又可單獨(dú)調(diào)節(jié)參數(shù)變化、操作簡(jiǎn)單、安全可靠的雙溫箱腐蝕試驗(yàn)裝置。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種雙溫箱腐蝕試驗(yàn)裝置，它包括一個(gè)用于控制試驗(yàn)溫度的高溫箱，一個(gè)設(shè)在高溫箱底部與其隔熱連接的用于控制試驗(yàn)介質(zhì)壓力的低溫箱，以及設(shè)在高溫箱和低溫箱內(nèi)的密閉試驗(yàn)容器，其中，所說的低溫箱為一溫差電致冷器，它包括一個(gè)金屬芯體和相間貼在芯體側(cè)壁上的N型和P型半導(dǎo)體致冷片，芯體的上部開有縱向致冷阱，阱內(nèi)充有致冷劑；所說的密閉試驗(yàn)容器是由位于高溫箱內(nèi)連通的雙H型試管、位于致冷阱內(nèi)的冷凝管和位于高溫箱底部隔熱層中與雙H型試管和冷凝管連通的薄壁細(xì)頸過渡管組成。雙H型試管兩側(cè)的支管的頂端設(shè)有金屬刀口密封塞，雙H型試管中央的通氣管上設(shè)有閥門及充氣管和排氣管，在排氣管上安裝有壓力傳感器，過渡管外套有絕熱保護(hù)套。
本實(shí)用新型中，高溫箱為電熱鼓風(fēng)干燥箱，用以控制試驗(yàn)溫度。低溫箱為溫差電致冷器，用以控制試驗(yàn)介質(zhì)的壓力。試驗(yàn)容器是由雙H型試管、過渡管和冷凝管，以裝載試樣和試驗(yàn)介質(zhì)。而雙H型試管和冷凝管分別處于高溫區(qū)和低溫區(qū)內(nèi)，高溫箱底部有厚隔熱層，過渡管頸細(xì)、壁薄具有足夠大的熱阻，冷凝管又處于致冷劑中，致冷劑溫度均勻穩(wěn)定，使得高溫箱和低溫箱之間熱干擾小，雙H型試管和冷凝管分別有一穩(wěn)定的高溫區(qū)和低溫區(qū)。通過調(diào)節(jié)致冷器的電流，控制致冷阱的溫度，即控制冷凝管的溫度以控制試驗(yàn)容器內(nèi)介質(zhì)飽和蒸汽壓。在一定溫度下，在密閉的容器中介質(zhì)的飽和蒸汽壓有恒定值。試驗(yàn)中如因化學(xué)反應(yīng)氣相介質(zhì)有所消耗時(shí)，冷凝管內(nèi)的冷凝介質(zhì)會(huì)直接變成蒸汽，以維持氣相介質(zhì)壓力不變。試驗(yàn)過程中試驗(yàn)介質(zhì)被封閉在試驗(yàn)容器內(nèi)，不會(huì)逸出，無(wú)污染。使用溫差電致冷器無(wú)震動(dòng)。所以本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是能嚴(yán)格控制試驗(yàn)溫度和介質(zhì)壓力等試驗(yàn)條件，又能通過高溫箱調(diào)節(jié)溫度變化，通過調(diào)節(jié)致冷器電流調(diào)節(jié)介質(zhì)壓力變化，而且操作簡(jiǎn)單，安全可靠。
現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做具體描述

圖1為雙溫箱腐蝕試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為雙溫箱腐蝕試驗(yàn)裝置使用實(shí)施例示意圖。
如圖1所示，一種雙溫箱腐蝕試驗(yàn)裝置，它包括一個(gè)用于控制試驗(yàn)溫度的高溫箱23，一個(gè)設(shè)在高溫箱23底部與其隔熱連接的用于控制試驗(yàn)介質(zhì)壓力的低溫箱13，以及設(shè)在高溫箱23和低溫箱13內(nèi)的密閉試驗(yàn)容器30。其中，所說的低溫箱13為一溫差電致冷器，它包括一個(gè)長(zhǎng)方形鑄鋁的芯體和相間貼在芯體四壁的H型和P型半導(dǎo)體致冷片。芯體的上部開有縱向致冷阱11，阱11內(nèi)充有致冷劑12。所說的密閉試驗(yàn)容器30是由位于高溫箱23內(nèi)的雙H型試管7、位于致冷阱11內(nèi)的冷凝管10和位于高溫箱23低部隔熱層內(nèi)的薄壁細(xì)頸過渡管8組成。雙H型試管7兩側(cè)的支管頂端設(shè)有金屬刀口密封塞6，雙H型試管7中央的通氣管上設(shè)有閥門5，及充氣管22和排氣管2，在排氣管2上設(shè)有壓力傳感器3，過渡管8外套有隔熱保護(hù)套9。
在本實(shí)施例中，高溫箱23為電熱式烘箱，其底部為100mm厚的玻璃纖維石棉隔熱層，其上開有孔道可以讓冷凝管10通過。高溫箱23的四壁和頂部均為相同材料的保溫層，保溫層往里有一連通的加熱室，由電阻絲加熱，并用鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生循環(huán)，使熱量由四壁和頂部?jī)?nèi)側(cè)板的孔中吹入高溫箱23內(nèi)腔。高溫箱23上還設(shè)有導(dǎo)電溫度計(jì)24和溫度計(jì)25，導(dǎo)電溫度計(jì)24與電子繼電器連接，以自動(dòng)控制高溫箱23內(nèi)的試驗(yàn)溫度。側(cè)面面板上設(shè)有DWT-702溫控儀18，用以控制溫差電致冷器13溫度，其上所用的N型半導(dǎo)體致冷片為B12Te3—812Se3，P型半導(dǎo)體致冷片為B12Te3-Sb2Te3。面板上分別設(shè)有致冷器電壓表21和電流表19，用以控制調(diào)節(jié)致冷器13的電流，以控制致冷阱11、致冷劑12和冷凝管10的溫度，進(jìn)而控制試管7內(nèi)工作介質(zhì)的壓力。面板上還設(shè)有電源控制開關(guān)14，電源指示燈15，工作狀態(tài)指示燈16、17和計(jì)時(shí)裝置20。密閉試驗(yàn)容器30由1Cr18N19Ti制成。其中雙H型試管7的直徑為45mm，高250mm；冷凝管10直徑為25mm，高250mm；過渡管8直徑為12mm，高50mm，壁厚2mm。密閉試驗(yàn)容器30的個(gè)數(shù)依試驗(yàn)需要設(shè)置。致冷劑12為變壓器油，它凝固點(diǎn)低，導(dǎo)熱性和絕緣性好。試驗(yàn)所用工作介質(zhì)是可凝聚性的氣體，如六氟化鈾、水蒸氣、四氯化碳、碘化氫或二氧化氮。
圖2為本實(shí)用新型使用實(shí)施例示意圖。進(jìn)行材料腐蝕實(shí)驗(yàn)時(shí)，將試樣裝入雙H型試管7兩側(cè)的支管內(nèi)，并用金屬刀口密封塞6密封，關(guān)閉供料瓶29和氮?dú)馄?8的閥門，打開閥門5和截止閥4，用真空機(jī)組27對(duì)試驗(yàn)容器30抽真空，真空機(jī)組27上連有真空計(jì)26，然后關(guān)閉截止閥4，打開供料瓶29閥門，在致冷條件下向試驗(yàn)容器30內(nèi)充入經(jīng)凈化后的可凝性腐蝕氣體，過量的氣體將凝聚在冷凝管10內(nèi)，關(guān)閉供料瓶29的閥門和高溫箱23的門，即可進(jìn)行試驗(yàn)。利用高溫箱23的溫控裝置24、25可以測(cè)量控制實(shí)驗(yàn)溫度，利用壓力傳感器3和壓力計(jì)1可測(cè)量實(shí)驗(yàn)容器30內(nèi)介質(zhì)飽和蒸汽壓，調(diào)節(jié)制冷器電流來控制實(shí)驗(yàn)容器30內(nèi)的飽和蒸汽壓。實(shí)驗(yàn)完畢，把介質(zhì)回收到供料瓶29。打開氮?dú)馄?8的閥門，向試驗(yàn)容器30內(nèi)吹入純氮?dú)猓缓箨P(guān)閉閥門5，將試驗(yàn)容器30連同試樣移出，放入手套箱進(jìn)行拆樣測(cè)量、觀察。
本實(shí)用新型中高溫箱工作溫度室溫～250℃，控溫精度±1℃；低溫箱工作溫度室溫～30℃，控溫精度±0.5℃。利用本實(shí)用新型可以測(cè)腐蝕前后樣品的重量變化，強(qiáng)度變化和全相組織變化，可直接測(cè)試材料的腐蝕速率等參數(shù)。
權(quán)利要求1.一種雙溫箱腐蝕試驗(yàn)裝置，它包括一個(gè)高溫箱(23)、一個(gè)設(shè)在高溫箱(23)底部與其隔熱連接的低溫箱(13)，以及設(shè)在兩箱(23)和(13)間的密閉試驗(yàn)容器(30)，其特征在于所說的低溫箱(13)為一溫差電致冷器，它包括一個(gè)金屬芯體和相間貼在芯體側(cè)壁的N型和P型半導(dǎo)體致冷片，芯體的上部開有縱向致冷阱(11)，阱(11)內(nèi)充有致冷劑(12)，所說的密閉試驗(yàn)容器(30)是由位于高溫箱(23)內(nèi)的雙H型試管(7)、位于致冷阱(11)內(nèi)的冷凝管(10)和位于高溫箱(23)底部隔熱層內(nèi)的薄壁細(xì)頸過渡管(8)組成，雙H型試管(7)兩側(cè)的支管上端設(shè)有金屬刀口密封塞(6)，雙H型試管(7)中央的通氣管上設(shè)有閥門(5)及充氣管(22)和排氣管(2)，在排氣管(2)上安裝有壓力傳感器(3)，過渡管(8)外套有隔熱保護(hù)套(9)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種用于研究材料在可凝性氣體中腐蝕行為的雙溫箱腐蝕試驗(yàn)裝置。其特征是高溫箱為電熱箱，用以控制試驗(yàn)溫度，低溫箱為溫差電致冷器，用以控制介質(zhì)壓力，試驗(yàn)容器是由雙H形試管，細(xì)頸過渡管和冷凝管組成，通過調(diào)節(jié)致冷器電流，控制致冷器內(nèi)致冷阱溫度，即控制冷凝管溫度達(dá)到控制介質(zhì)飽和蒸汽壓，可用于各種可凝性氣體中的材料腐蝕試驗(yàn)研究。具有試驗(yàn)條件控制嚴(yán)格，參數(shù)可單獨(dú)調(diào)節(jié)、操作方便、安全可靠?jī)?yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N17/00GK2220069SQ9424729
公開日1996年2月14日 申請(qǐng)日期1994年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月15日
發(fā)明者周宗嫻, 李證, 郝樹海 申請(qǐng)人:核工業(yè)理化工程研究院