专利名称：多种气氛高温腐蚀热天平测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及控制反应气氛的气氛腐蚀实验设备，具体是一种多种气氛高温腐蚀热天平测量装置。
研究金属或合金在各种不同的温度、气体组成、压力等条件下的氧化机理和氧化反应动力学，通常需进行氧化实验。这种实验最简单的方法就是把一个已知质量和尺寸的试样放在炉内适当时间，然后取出试样并使之冷却，尔后，称量试样以确定氧化程度。其氧化膜相组成和形貌可以用X光衍射仪(XRD)和金相技术及扫描电镜加以分析与观察。反应进行的程度可以用金属重量的变化及反应体系气体的消耗量加以衡量。通常采用监测增重法，其中有不连续和连续测量两种方法，不连续测量法必须使用几个试样来获得一组动力学数据；而连续测量法，用一个试样就能够提供全部反应动力学数据，当采用连续自动记录天平时，还可以揭示反应过程中的许多细节。这种连续测量装置除了采用热天平外还采用加热炉、真空泵，主要是针对在特定气氛、特定环境下的高温腐蚀，然而不能满足对于多种复杂气氛下的高温腐蚀测量的需求。
为了克服上述不足，本实用新型的目的是提供一种无污染、能够模拟复杂气氛的多种气氛高温腐蚀热天平测量装置。
本实用新型的技术方案是包括测量装置和加热装置，所述测量装置主要由热天平和自动记录仪和反应器组成，所述热天平、反应器安装在真空室里，热天平位于反应器上方，所述热天平有称样品重量变化用的称量部分，将样品重量变化换成电信号的控制部分与自动记录仪电连接；所述加热装置由柱状加热炉和自动控温仪组成，所述加热炉具有较长的加热区，最高加热温度达1100℃，安装在反应器外周围，与自动控温仪连接；所述加热炉上、下两端设有冷却装置；其特征在于还包括混气装置和尾气处理装置，所述混气装置由多个气瓶、混气瓶、电子流量计、浮子流量计和真空泵组成，其中一个气瓶通过管路依次经真空阀、与真空阀并联的浮子流量计、再经真空阀接至空气进气口及测量装置中的热天平，余下的气瓶通过真空胶管经真空阀、电子流量计至混气瓶，混气瓶的输出一方面经真空阀接至加热炉中的反应器，另一方面经真空阀分别至真空泵和热天平；所述尾气处理装置安装在反应器输出端；反应器为石英管；所述混气装置的管路里设有空气进气口、数字真空计及真空表于热天平入口处。
本实用新型具有如下优点1．应用广泛。由于本实用新型加设了混气装置，能够根据需求创造多种复杂气氛，不局限于某种特定环境，能重现多种工业过程的复杂腐蚀性气氛，应用范围广。
2．无污染。由于本实用新型采用了尾气处理装置，对来自加热炉内反应后的混合气进行综合处理，若采用有毒气体，经本实用新型处理后再排入大气，避免了环境污染。
图1为本实用新型结构示意图。
以下结合附图对本实用新型的结构和工作过程作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型由测量装置1、尾气处理装置2、加热装置3及混气装置4组成，其中测量装置1主体包括Cahn2000型热天平11及自动记录仪12。Cahn2000型热天平11由称量部分和控制部分组成，将准备好的样品挂入天平并配平，实验时由称量部分称出样品重量的变化，经控制部分转换成电信号并传给自动记录仪12，即可连续监测一定实验条件下的样品的重量变化。天平的精度0.01mg，最大载荷为3.5g；加热装置3由柱状的加热炉31和自动控温仪32组成。该加热炉31的加热带较长，加热速度快，最高加热温度可达1100℃。自动控温仪32配有电子显示系统，能准确地控制实验温度及时间，可先设定实验温度、实验时间、加热时间、保温时间等，然后，加热炉31则按相应的程序加热与保温。为避免加热炉31温对热天平11及石英管反应器13两端磨口的影响，加热炉31内部上下两端均设有盘绕式冷却装置；混气装置4和尾气处理装置2，所述混气装置4由多个气瓶41、混气瓶42、电子流量计43、浮子流量计44和真空泵45组成，其中一个气瓶41通过管路依次经真空阀、与真空阀并联的浮子流量计44、再经真空阀接至空气进气口及测量装置1中的热天平11，余下的气瓶41通过真空胶管经真空阀、电子流量计43至混气瓶42，混气瓶42的输出一方面经真空阀接至加热炉31中的反应器13，另一方面经真空阀分别至真空泵45和热天平11；所述尾气处理装置2安装在反应器13输出端；所述混气装置4的管路里设有空气进气口46、数字真空计47及真空表48于热天平11入口处。
本实用新型主要工作过程如下在气瓶41中分别按比例加入所需各种气体，本实施例设四个气瓶41，分别加入N2、H2、CO2、H2S，混气装置4中的电子流量计43可精确地同时监控气体的流量，根据实验所需的气氛条件，利用相应的软件计算出一定混合气流量下的各种气体(包括保护气)的流量，经电子流量计43控制后进入混气瓶42混合，从加热炉31的下端通入反应器13，即加热炉31内石英管。同时沿另一气路按计算的流量从热天平11的一端通入逆流的氮气以保护热天平11免遭腐蚀性气体的侵蚀。充气前的管路及热天平11中均处于真空状态，在充气的过程中由数字真空计47准确地反应出管路及热天平11中的压力，当内外压力一致时，打开放气真空阀，使混合气顺畅流通，若采用有毒气体则实验尾气经尾气处理装置2后再排入大气，避免了环境污染。
权利要求1．一种多种气氛高温腐蚀热天平测量装置，包括测量装置(1)和加热装置(3)，所述测量装置(1)主要由热天平(11)和自动记录仪(12)和反应器(13)组成，所述热天平(11)、反应器(13)安装在真空室(14)里，热天平(11)位于反应器(13)上方，所述热天平(11)有称样品重量变化用的称量部分，将样品重量变化换成电信号的控制部分与自动记录仪(12)电连接；所述加热装置(3)由柱状加热炉(31)和自动控温仪(32)组成，所述加热炉(31)具有较长的加热区，最高加热温度达1100℃，安装在反应器(13)外周围，与自动控温仪(32)连接；所述加热炉(31)上、下两端设有冷却装置；其特征在于还包括混气装置(4)和尾气处理装置(2)，所述混气装置(4)由多个气瓶(41)、混气瓶(42)、电子流量计(43)、浮子流量计(44)和真空泵(45)组成，其中一个气瓶(41)通过管路依次经真空阀、与真空阀并联的浮子流量计(44)、再经真空阀接至空气进气口及测量装置(1)中的热天平(11)，余下的气瓶(41)通过真空胶管经真空阀、电子流量计(43)至混气瓶(42)，混气瓶(42)的输出一方面经真空阀接至加热炉(31)中的反应器(13)，另一方面经真空阀分别至真空泵(45)和热天平(11)；所述尾气处理装置(2)安装在反应器(13)输出端。
2．按照权利要求1所述多种气氛高温腐蚀热天平测量装置，其特征在于反应器(13)为石英管。
3．按照权利要求1所述多种气氛高温腐蚀热天平测量装置，其特征在于所述混气装置(4)的管路里设有空气进气口(46)、数字真空计(47)及真空表(48)于热天平(11)入口处。
专利摘要本实用新型公开一种多种气氛高温腐蚀热天平测量装置,包括测量装置、加热装置、混气装置和尾气处理装置,所述混气装置由多个气瓶、混气瓶、电子流量计和真空泵等组成,其中一个气瓶通过真空胶管依次经真空阀、与真空阀并联的浮子流量计、再经真空阀接至测量装置中的热天平,余下的气瓶经真空阀、电子流量计至混气瓶,混气瓶的输出一方面经真空阀接至加热炉中的反应器,另一方面经真空阀分别至真空泵和热天平;尾气处理装置安装在反应器输出端。它无污染、能够模拟复杂气氛。
文档编号G01N17/02GK2445321SQ0025316
公开日2001年8月29日 申请日期2000年11月22日 优先权日2000年11月22日
发明者龙康, 付广艳, 牛焱 申请人:中国科学院金属研究所