专利名称：一种小型耐腐蚀低温可控换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种小型耐腐蚀低温可控换热器。
背景技术：
在电子显微镜实验室或金相样品制备实验室，实验室分析测试操作人员或
材料工作者在利用扫描电子显微镜从事电子背散射衍射分析技术(EBSD)研究 工作时，往往会遇到一些样品制备困难的实际问题，而一个高质量的EBSD样 品往往信息丰富，对材料的研究起关键作用，但是现阶段EBSD样品制备手段 较少，它们或者所用的设备非常昂贵，或者不能达到目的，而电解抛光法是一 种非常重要的样品制备方法，设备装置简单，但是操作参数要求可控性要强， 才能得到理想的样品，部分特殊的金相样品也非常适合采用该法，如不锈钢、 高温合金、钛合金及铝合金等采用电解抛光非常适合。但是当前电解抛光装置 一般不带制冷，直接将阳极接样品，阴极为Pt等金属，放入电解抛光池中。 即使对电解液制冷，也一般采用向电解液池中加液氮等方法，样品表面温升也 无法控制，因此制备样品多凭借经验，质量稳定性不高，规律较难把握，在电 解抛光过程中对具有腐蚀性电解液进行降低温度且低温可控，将会对高质量的 EBSD样品制备成功率大大提高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种小型耐腐蚀低温可控换热器。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案
--种小型耐腐蚀低温可控换热器，它包括 一换热器部件，包括一至少弯 曲成两道的"蛇"型钛管，在"蛇"型钛管表面有铸造的纯铝层；两组半导体 致冷片，分别固定在换热器部件的两侧。
在"蛇"型钛管表面铸造的纯铝层联体构成块体状。
所述的半导体致冷(又叫电制冷)是珀尔帖效应在制冷技术方面的应用，它是由多组半导体热电偶构成，每个半导体电偶由N型半导体和P型半导体组 成。N型材料有多余的电子，有负温差电势，P型材料电子不足，有正温差电 势；当电子从P型穿过结点至N型时，结点的温度降低，其能量必然增加， 而且增加的能量相当于结点所消耗的能量。相反，当电子从N型流至P型材料 时，结点的温度就会升高。把一个P型半导体元件和一个N型半导体元件联 结成一对热电偶，接上直流电源后，在接头处就会产生温差和热量的转移。在 上面的接头处，电流方向是从N至P，温度下降并且吸热，这就是冷端；而在 下面的一个接头处，电流方向是从P至N，温度上升并且放热，因此是热端。 通过这种装置可以将一端的环境热量转移到另一端，从而达到制冷的目的。其 特点是体积小，无振动装置，方便可靠，温度易控。
本实用新型提供了一种小型耐腐蚀低温可控换热器部件制备方法，解决了 传统电解抛光方法制备样品过程中部分参数不易控制的不足。由于新材料大量 出现使得各个实验室样品品种繁多，制备条件复杂多变，使用的抛光介质化学 性质不同，因此有必要采用耐腐蚀且导热性好的换热器组件来满足要求，本实 用新型可以同时采用低振动、小体积、无需受液氮制约的电制冷，使流过样品 表面的介质温度可控，同时满足试验的低温要求，来实现样品制备的控制精度， 使得制备样品质量高、且稳定可控。 本实用新型的优点是
1、 通过钛铝复合器件做散热器，解决了纯钛导热不好，且满足耐腐蚀的要求。
2、 采用半导体致冷器件做冷源，与采用液氮做冷源相比，低温温度(零
下4(TC低温)控制更容易，温度控制精度高。
3、 装置可没有机械振动，由于采用半导体致冷，解决了压縮机制冷的振
动问题，装置体积也较小，方便用于在实验台上。
4、 对环境要求低，无需液氮或其他制冷介质，有水有电的条件既可满足 装置工作要求。
图l为热交换器部件结构示意图(a为俯视图；b为主视图) 图2为热交换器(电制冷换热器)总成示意图具体实施方式
如图1图2所示本实用新型小型耐腐蚀低温可控换热器包括 一换热器 部件5及分别固定在换热器部件的两侧的半导体致冷片4。
所述的换热器部件5包括一至少弯曲成两道的"蛇"型钛管501，在"蛇" 型钛管表面有铸造的纯铝层502。在"蛇"型钛管表面铸造的纯铝层以联体构 成块体状为佳，参见图l所示。
所述固定在换热器部件的两侧的半导体致冷片4成对组，每一组半导体致 冷片为一横排，列于换热器部件的一侧边。
参见图2，电制冷热交换器由电极1、冷却水进出管2、冷却水进出管3 和本实用新型的电制冷片4复合换热器管5组合构成。
本实用新型小型耐腐蚀低温可控换热器采用薄壁钛管作为待冷却介质流 通通道，将钛管弯成如图la中501所示的形状，增加散热面积，由于纯钛的 耐腐蚀性较高，特别是抗氧化性酸腐蚀能力较高，大多数样品可采用不同浓度 的磷酸、高氯酸等酸混合有机溶剂做电解抛光介质，因此是这种复合换热器选 用钛做内衬管与酸接触，但是其导热系数很低，其强度较高，因此可以选用更 高导热系数的铝来导热，做成复合材料散热装置，来改变其不足。如通过铸造 的方法在"蛇"型钛管表面铸造上一层纯铝，纯铝的导热性非常高，使得整体 散热效果较高。将釆用纯铝铸造的钛铝复合散热部件两面用铣刀铣平，贴装电 制冷片，通过散热器可实现降低通过管道内的电解液温度，且低温易于实现， 控制温度精度高。
本实用新型的实现步骤首先，将钛管弯曲成多道"蛇"型散热管形状， 将"蛇"型散热管放入铸造的石墨模具中，将纯铝加热至73(TC左右，保温一 定时间后，倒入事先预热的石墨模具里，冷却后获得如图l所示的换热器部件 铸坯；再采用铣刀将两面铣平，将半导体致冷片固定在两侧，形成低温温度可 控的半导体致冷换热部件总成；将该装置与传统的电解抛光装置相结合，并稍
加改造，加一个耐腐蚀磁力液体驱动泵，样品前端加一喷嘴式的抛光台，即可 实现其低温控制功能。
权利要求1、一种小型耐腐蚀低温可控换热器，其特征在于它包括换热器部件，包括一至少弯曲成两道的“蛇”型钛管，在“蛇”型钛管表面有铸造的纯铝层；成对组半导体致冷片，各组半导体致冷片分别固定在换热器部件的两侧。
2、 根据权利要求1所述的小型耐腐蚀低温可控换热器，其特征在于在 "蛇"型钛管表面铸造的纯铝层联体构成块体状。
3、 根据权利要求1所述的小型耐腐蚀低温可控换热器，其特征在于所 述的一组半导体致冷片为一横排，列于换热器部件的侧边。
专利摘要一种小型耐腐蚀低温可控换热器，该装置由换热器部件，以及固定在其表面的半导体致冷器件组成。换热器部件，包括一至少弯曲成两道的“蛇”型钛管，作为腐蚀性介质流通通道；通过铸造的方法在“蛇”型钛管表面浇铸纯铝层，作为高导热的换热材料；两组半导体致冷片，分别固定在换热器部件的两侧，这样就达到实现耐介质腐蚀，小型化的，低温精确可控的功能。
文档编号F25B39/00GK201318835SQ200820124180
公开日2009年9月30日 申请日期2008年11月27日 优先权日2008年11月27日
发明者刘春晓, 孙继光, 张希顺, 张智慧, 杜风贞, 马会娜, 高愈尊 申请人:北京有色金属研究总院