专利名称：一种用于核材料拉伸试样高温离子辐照的加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于核材料离子辐照技术领域，特别涉及一种给被辐照材料拉伸试样 提供高温的加热装置。
背景技术：
近年来，我国确立了大力发展核能的国家中长期能源发展战略。自主发展先进核 能技术，需要研发能在高辐照、高温、高应力、高腐蚀等严酷的服役环境下长期可靠工作的 先进核材料。其中核材料在高温下的高剂量辐照损伤是核能环境下一个普遍存在的问题， 它对材料的微观结构和力学性质、腐蚀行为等都有着严重影响。高温下的辐照损伤研究是 理解核材料服役行为和改进材料的成份、工艺等的基础。对核材料在高温条件下进行离子辐照后，可用于对其进行应力拉伸性质测试。目 前进行这种测试所用的核材料试样均采用“H”形标准形状薄片，即由两个端头和其中部相 连的肋所构成的薄片。而目前用于离子辐照中的加热器多为直热式加热器，即直接将试样 贴于发热表面，由于加热器外形不针对标准形状薄片核材料试样，因而集中热量效果不理 想，其离子辐照温度一般在500°C以下，不能满足当前对超临界水堆、核聚变堆等先进核能 系统的核材料的高温辐照损伤研究的要求。要研究高温下的辐照损伤，加热技术是瓶颈。
实用新型内容本实用新型的目的就是根据上述现有技术的不足，针对标准形状的核材料拉伸试 样提供一种供其高温离子辐照的高效加热装置。本实用新型由绝热绝缘材料制成的加热槽和加热槽盖所组成，其中1、加热槽的尺寸与核材料拉伸试样相适配，其内底部中端位置对应两个槽壁间有 一由加热丝及其外的绝缘传热层所形成的突起肋，且与突起肋对应的槽壁上设有适于引入 加热丝电源的切口。2、加热槽盖的数量为两个，且其形状呈L形；其L形的一端与加热槽的一侧上端部 相适配，L形的另一端与标准核材料试样的一侧端头顶部相适配。作为优选，在实际应用中1、上述加热丝外层的绝缘传热层采用氮化硼薄片。2、上述加热丝采用单层加热丝，其两端分别通过加热槽对应槽壁上的两个切口 (6)伸出连接电源。本实用新型在实际使用时，可将多个标准形状核材料薄片试样叠加在一起竖直放 入加热槽中，其试样的两个端头的底面置于加热槽内底部中间突起肋的两端，其两个端头 中间的连接肋贴近突起肋。两个加热槽盖分别盖在加热槽的两端，其L形状的一端与对应 的加热槽的顶面对齐贴紧，其L形状的另一端与试样端头的上表面对齐贴紧。试样两端头 中部连接肋未被加热槽盖盖住的部分用于离子辐照。当加热丝通电发热时，其产生的热量 被有效地集中在试样中，可大大提高加热效率。[0012]本实用新型使加热器的热量集中，有效防止了热量扩散到加热器外面，使离子辐 照靶室温度不高，防止靶室的密封圈因为热膨胀而破环靶室的高真空。加热丝与样品之间 用绝缘但导热性能良好的氮化硼薄片，氮化硼的导热系数是随着温度的升高而变大，这样 既能有效地将热量传导给样品，又能防止加热丝被样品短路而影响加热效果。本实用新型的有益效果还有1、针对标准形状核材料拉伸试样，本实用新型比现 有的加热器更加方便操作，热量集中，加热效果良好，且能同时加热多个样品，方便对多个 样品同时进行离子辐照。2、能达到预定的高温条件(600-800°C)，为当前超临界水堆、核聚 变堆等先进核能系统的核材料的高温辐照损伤研究创造条件。
附图1是用于拉伸测试的标准形状核材料试样的结构简图。附图2是本实用新型的加热槽的俯视图。附图3是附图2的A-A剖面图。附图4是本实用新型加热槽盖的俯视图。附图5是附图4的A-A剖面图。附图6是本实用新型置入试样品后的A-A剖面图。附图中1-核材料拉伸试样，2-加热槽盖，3-加热槽，4-绝缘传热层，5-加热丝， 6-加热槽壁切口。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本实用新型的具体实施方式
进一步介绍如下核材料拉伸试样(1)为被离子辐照的核材料薄片(例如厚度为2mm);加热槽(3)为 中间有大凹槽(用于放置试样)的绝热绝缘材质的立方体，其槽内底部中间有一向上突起的 肋，该肋由平放在槽内的长方形的单层加热丝(5)和盖在其上且与加热丝尺寸相近的长方 形氮化硼薄片(4)所形成，使加热丝(5)和氮化硼片(4)能紧贴试样(1)中肋的下表面，利 于传导热量。本装置可同时对多个样品(例如10个厚度为2mm的样品)进行离子辐照，可将 多个样品重合堆叠起来竖直放入加热槽(3)中。加热槽盖(2)的边缘有凹槽，其横向剖面 为L型，为与加热槽(3)相同材质的立方体。两个加热槽盖(2)倒扣于加热槽(3)的两端， 其外边缘与加热槽(3 )的外边缘对齐，下表面与加热槽(3 )的上表面紧贴。加热槽盖(2 )的 边缘凹槽表面与试样(1)暴露在加热槽(3)外的部分紧贴，其内边缘与试样(1)端头上部 的内边缘对齐。试样(1)上表面中间未被加热槽盖(2)盖住的部分用于离子辐照。加热槽 (3)的中间槽壁处有两个纵向的小切口(6)，其切口(6)的底部与加热槽内底部的突起肋上 表面平齐，用于引出加热丝(5)连接电源的两端。将试样置于加热槽盖(2)和加热槽(3)之 间，可以将加热丝(5)产生的热量有效地集中在试样中，从而提高加热效率。经检测，本实施例中试样的温度高达800°C。
权利要求1.一种用于核材料拉伸试样高温离子幅照的加热装置，其特征在于所述的加热装置由绝热绝缘材料制成的加热槽(3 )和加热槽盖(2 )所组成，并且加热槽(3)的尺寸与拉伸试样(1)相适配，其内底部中端位置对应两个槽壁间有一由 加热丝(5)及其外的绝缘传热层(4)所形成的突起肋，且与突起肋对应的槽壁上设有适于 引入加热丝电源的切口(6);加热槽盖(2)的数量为两个，且其形状呈L形；其L形的一端与加热槽的一侧上端部相 适配，L形的另一端与拉伸试样(1)的一侧端头顶部相适配。
2.根据权利要求1所述的一种用于核材料拉伸试样高温离子幅照的加热装置，其特征 在于所述加热丝(5)外层的绝缘传热层(4)为氮化硼薄片。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于核材料拉伸试样高温离子幅照的加热装置，其 特征在于所述的加热丝(5)为单层加热丝，其两端分别通过加热槽(3)对应槽壁上的两个切 口(6)伸出连接电源。
专利摘要本实用新型为一种用于核材料拉伸试样高温离子辐照的加热装置，由加热槽(3)、加热槽盖(2)所构成。加热槽(3)的尺寸与标准核材料试样(1)相适配，其内底部中端位置对应两个槽壁间有一由加热丝(5)及其外的绝缘传热层(4)所形成的突起肋，且与突起肋对应的槽壁上设有适于引入加热丝电源的切口(6)；加热槽盖(2)的数量为两个，且其形状呈L形；其L形的一端与加热槽的一侧上端部相适配，L形的另一端与拉伸试样(1)的一侧端头顶部相适配。其加热热量集中，高温条件可达600-800℃，为当前超临界水堆、核聚变堆等先进核能系统的核材料的高温辐照损伤研究创造了较好的条件。
文档编号G01N1/44GK201819832SQ20102055879
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月13日 优先权日2010年10月13日
发明者唐睿, 杨铮, 胡聪, 郭立平, 靳硕学 申请人:中国核动力研究设计院, 武汉大学