专利名称：一种组合热膨胀装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及热膨胀技术领域。
以往技术文献中描述的方法都是加热单根热膨胀棒(文献1,Anovel pulling device for crystal growth,He Yizong,Zhou Fang,Review of Scientific Instruments,Vol 70,Iss11,(1999)4313；文献2，专利申请号99121959.7)，对需要大膨胀量时，则装置的体积过大。
本发明目的是克服已有技术的不足，组合多根热膨胀棒，使单根较短的膨胀棒的膨胀量可以相加，从而得到较大总膨胀量，同时也大大减少了装置的体积。
本发明的目的是这样实现的(见
图1)1)将热膨胀系数较大的n型金属或合金棒4罩在热膨胀系数较小的几型金属或合金或陶瓷或无机材料棒5上，并使其底端相接。2)将步骤1)完成的系统罩在热膨胀系数较大的柱型金属或合金棒6上，并使其顶端相接。3)将步骤2)完成的系统放入炉体，并由炉体底部的热膨胀棒固定盘7使其与炉壳1牢固连接。4)接通加热电源开关，使加热膨胀棒的发热体3升温。
根据线性热膨胀系数的定义α=dL/(L0dT)，可以得到△L=L0αΔT，式中ΔL代表单根热膨胀棒的长度增量，ΔT代表温度增量。设热膨胀棒4,5,6的长度分别是L4,L5,L6，膨胀系数分别为α1,α2,α3，当整个系统温度增量是ΔT时，则总膨胀位移量ΔL=L4α1ΔT-L5α2ΔT+L6α3ΔT。
根据需要，还可采用多根热膨胀棒套叠在一起。取各根热膨胀棒的初始长度相等，并以L0表示；n代表外层膨胀系数较大的金属或合金的根数；设内外两层热膨胀棒的膨胀系数相同，以α2表示，中间一层为膨胀系数较小的热膨胀棒，膨胀系数为α1(α2＞α1)；设温场是均匀的，则利用本发明的整个系统的总膨胀位移量△L=(n-1)L0(α2-α1)ΔT+L0α2ΔT。
本发明将若干热膨胀系数不同的材料的组合起来，便可使膨胀系数较大的材料棒的膨胀量可以相互叠加，而又不致使整个膨胀装置尺度过大。
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明图1本发明的组合热膨胀装置其中1，炉壳 2，保温材料 3，加热膨胀棒的发热体4,6，膨胀系数较大的金属或合金棒5，膨胀系数较小的金属或合金或陶瓷或无机材料棒7，热膨胀棒固定盘实施例(1)取膨胀系数为α2=21.0×10-6K-1的，初始长度为1米的，n型合金黄铜棒4罩在膨胀系数α1=8.8×10-6K-1的，初始长度为1米的，几型氧化铝棒5上，并使其底端相接。(2)将步骤(1)完成的系统罩在膨胀系数为α2=21.0×10-6K-1的，初始长度为1米的，柱型合金黄铜棒6上，并使其顶端相接。(3)将步骤(2)完成的系统放入炉体，并由炉体底部的热膨胀棒固定盘7使其与炉壳1牢固连接。(4)接通加热电源开关，使加热膨胀棒的发热体3升温。理论值n=2,L0=1米；ΔT=(516-16)℃，ΔL=(n-1)L0(α2-α1)ΔT+L0α2ΔT=16.6mm。实验值ΔL≈16mm。
权利要求
1，一种组合热膨胀装置，其特征在于由三根热膨胀棒(4),(5),(6)及热膨胀棒固定盘(7)和炉体构成，其中将热膨胀系数较大的n型金属或合金棒(4)罩在热膨胀系数较小的几型金属或合金或陶瓷或无机材料棒(5)上，并使其底端相接；将以上完成的系统罩在热膨胀系数较大的柱型金属或合金棒(6)上，并使其顶端相接；再将以上完成的系统放入炉体，并由炉体底部的热膨胀棒固定盘(7)使其与炉壳(1)牢固连接。
2，按权利要求1所述的组合热膨胀装置，其特征还在于还可以采用三根以上的热膨胀棒套叠在一起组成热膨胀装置。
全文摘要
本发明涉及热膨胀技术领域。本发明将若干热膨胀系数不同的材料组合套接起来,使膨胀系数较大的n型膨胀棒罩在膨胀系数较小的几型材料棒上,底部相接,再将其罩在膨胀系数较大的柱型热膨胀棒上,顶部相接,便可使整个膨胀系统膨胀量相互叠加。而又不致使整个膨胀装置的尺度过大。
文档编号F28F21/00GK1304026SQ0010004
公开日2001年7月18日 申请日期2000年1月7日 优先权日2000年1月7日
发明者何亦宗, 郎佩琳, 周放, 赵忠贤 申请人:中国科学院物理研究所