一种用于动态加载过程前样品升温的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料的相变、本构关系、状态方程等动力学行为的研究领域，具体涉及一种用于动态加载过程前样品升温的方法。
【背景技术】
[0002]材料的相变、本构关系、状态方程等动力学行为研究中，初始温度T。是重要参量。初始温度的差异直接导致材料相变所需力学条件的差异，导致本构关系、状态方程表达形式上的差异。为深入研究初始温度对材料动力学行为的影响，通常需要在利用气炮、磁驱动斜波加载技术等动态加载技术研究材料的动力学行为前，对样品初始温度状态进行改变，使样品区的温度达到研究所需温度。
[0003]目前的升温过程是这样的:将样品与电极板、窗口分别粘接固定，带胶水凝固后，通过加热元件对加热区域快速加热，使得样品快速达到预期的温度状态，申请人发现，升温过程中存在样品与电极、窗口、胶水间膨胀系数存在差异、甚至胶水融化，导致样品与电极板、窗口间可能产生间隙或脱离，这样的升温过程会导致实验的结果存在较大的误差。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种用于动态加载过程前样品升温的方法，解决现有的升温方法导致的结果误差较大的问题，达到提高实验测量精度的目的。
[0005]本发明的目的通过下述技术方案实现:
一种用于动态加载过程前样品升温的方法，包括以下步骤:
(A)准备实验材料:表面抛光平整的电极板、两面抛光的圆柱体样品、表面抛光的LiF窗口 ；
(B)固定样品:将样品的两面均涂抹胶水并分别与电极板、LiF窗口粘接；
(C)紧固样品:在胶水凝固前，在样品安装的区域对LiF窗口、样品、电极板进行限位，并利用限位加载装置施加持续的压力；
(D)待胶水凝固后，安装加热模块，设置加热目的温度，启动加热模块，对样品区域加热，并保持持续施加压力；
(E)当胶水融化时，持续施加压力，胶水遭挤压流出，电极板与样品、样品与窗口之间保持贴合，待样品区温度达到目的温度，停止加热，完成升温。
[0006]本发明的升温方法是动力学行为研究中的重要环节，现有技术中的升温过程中，将样品放置在加温位置，然后直接快速加热升温，申请人发现这样的加温方式事实上是存在问题的:由于动加载时，样品与透明窗口材料之间必须紧密贴合，避免间隙导致的复杂加载状态，保证实验测试结果的准确性，因此在样品和窗口材料之间有一层很薄的胶层对样品和透明窗口材料进行紧固，由于胶层熔点低、且膨胀系数与样品和窗口材料存在差异，温升过程会使胶层膨胀，甚至融化，使样品和窗口之间出现间隙，甚至相互移位，破坏加载区域结构的完整性，影响整个动加载过程的质量；样品和窗口之间出现间隙，甚至相互移位是造成实验数据精度降低的主要因素，基于这样的新发现，申请人研制出了一套改进的升温工艺来克服现有技术的缺陷，当固定好样品后，通过给样品施加持续的压力，使得升温过程中，胶水溶化后，可以从夹层中挤出，而此时样品还保持原来的位置，由于持续的施加压力，样品与表面抛光平整的电极板之间、样品与表面抛光的LiF窗口之间消除了间隙，避免了位移的发生，从而达到提高加载质量的目的，使得实验的数据更加准确，提高了测量精度。
[0007]所述的施加持续的压力是通过限位加载装置实现的，限位加载装置包括限位框架，限位框架通过多个固定螺杆固定在电极板上，在限位框架上设置有悬挂在样品上方的限位杆，限位杆的底部末端设置有作用在样品上的限位垫圈，在限位垫圈与限位框架之间的限位杆外侧套装有加压弹簧。通过设置一个与加载装置相适应的限位结构形成限位加载装置，从而可以形成对样品的固定和限位，加压弹簧可以对样品保持持续的压力，使得胶水在融化后挤出，避免产生间隙，而限位垫圈可以保持样品的水平位置，避免出现移动。
[0008]本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果:
I本发明一种用于动态加载过程前样品升温的方法，当固定好样品后，通过给样品施加持续的压力，使得升温过程中，胶水溶化后，可以从夹层中挤出，而此时样品还保持原来的位置，由于持续的施加压力，样品与表面抛光平整的电极板之间、样品与表面抛光的LiF窗口之间消除了间隙，避免了位移的发生，从而达到提高加载质量的目的，使得实验的数据更加准确，提高了测量精度。
[0009]2本发明一种用于动态加载过程前样品升温的方法，避免由于温升过程导致的样品界面与玻璃窗口材料界面、样品界面与电极板之间产生间隙和脱离，动态加载前负载区出现完整性破坏。
[0010]3本发明一种用于动态加载过程前样品升温的方法，保证负载区域完整性的前提下，实现升温大小和速率可控。
【附图说明】
[0011]此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明加载装置的结构示意图。
[0012]附图中标记及相应的零部件名称:
1-电极板，2-加热模块，3-LiF窗口，4-样品，5-限位垫圈，6-加压弹簧，7-固定螺杆，
8-限位杆，9-定位框架。
【具体实施方式】
[0013]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
[0014]如图1所示，本发明一种用于动态加载过程前样品升温的方法，包括以下步骤:
(A)准备实验材料:表面抛光平整的电极板1、直径10mm，厚Imm且两面抛光的圆柱体样品4、表面抛光的LiF窗口 3 ;
(B)固定样品4:将样品4的两面均涂抹胶水并分别与电极板4、LiF窗口 3粘接；
(C)紧固样品4:在胶水凝固前，在样品安装的区域对LiF窗口 3、样品4、电极板I进行限位，并利用限位加载装置施加持续的压力:限位加载装置包括限位框架9，限位框架9通过多个固定螺杆7固定在电极板I上，在限位框架9上设置有悬挂在样品4上方的限位杆8，限位杆8的底部末端设置有作用在样品4上的限位垫圈5，在限位垫圈5与限位框架9之间的限位杆8外侧套装有加压弹簧6 ;
(D)待胶水凝固后，安装加热模块2，设置加热目的温度，启动加热模块，对样品区域加热，并保持持续施加压力；加热模块2为电阻丝环，根据加热温度大小选择塑料封装电阻丝或陶瓷封装电阻丝，温度监测模块利用热电偶监测样品区温升情况，为保证样品区域温度的均匀性，调节电源模块使温升过程尽可能平缓，以达到温度平衡状态；温度监测模块监测温升过程并反馈给电源模块，电源模块控制热电偶产生温升的速度，使温度按所需速率上升，已达到可控升温目的；
(E)当胶水融化时，持续施加压力，胶水遭挤压流出，电极板I与样品4、样品4与窗口之间保持贴合，待样品4区温度达到目的温度，停止加热，完成升温。
[0015]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于动态加载过程前样品升温的方法，其特征在于包括以下步骤: (A)准备实验材料:表面抛光平整的电极板(1)、两面抛光的圆柱体样品(4)、表面抛光的LiF窗口 ； (B)固定样品(4):将样品(4)的两面均涂抹胶水并分别与电极板(1)、LiF窗口(3)粘接; (C)紧固样品(4):在胶水凝固前，在样品安装的区域对LiF窗口(3)、样品(4)、电极板(I)进行限位，并利用限位加载装置施加持续的压力； (D)待胶水凝固后，安装加热模块(2)，设置加热目的温度，启动加热模块，对样品区域加热，并保持持续施加压力； (E)当胶水融化时，持续施加压力，胶水遭挤压流出，电极板(I)与样品(4)、样品(4)与窗口之间保持贴合，待样品区温度达到目的温度，停止加热，完成升温。2.根据权利要求1所述的一种用于动态加载过程前样品升温的方法，其特征在于:所述的施加持续的压力是通过限位加载装置实现的，限位加载装置包括限位框架(9)，限位框架(9)通过多个固定螺杆(7)固定在电极板(I)上，在限位框架(9)上设置有悬挂在样品(4)上方的限位杆(8)，限位杆(8)的底部末端设置有作用在样品(4)上的限位垫圈(5)，在限位垫圈(5)与限位框架(9)之间的限位杆(8)外侧套装有加压弹簧(6)。
【专利摘要】本发明公开了一种用于动态加载过程前样品升温的方法，通过设置一种限位加载装置施加持续的压力：包括限位框架，限位框架通过多个固定螺杆固定在电极板上，在限位框架上设置有悬挂在样品上方的限位杆，限位杆的底部末端设置有作用在样品上的限位垫圈，在限位垫圈与限位框架之间的限位杆外侧套装有加压弹簧。本发明当固定好样品后，通过给样品施加持续的压力，使得升温过程中，胶水溶化后，可以从夹层中挤出，而此时样品还保持原来的位置，由于持续的施加压力，样品与表面抛光平整的电极板之间、样品与表面抛光的LiF窗口之间消除了间隙，避免了位移的发生，从而达到提高加载质量的目的，使得实验的数据更加准确，提高了测量精度。
【IPC分类】G01N1/28
【公开号】CN105158038
【申请号】CN201510553392
【发明人】蔡进涛, 税荣杰, 吴刚, 种涛
【申请人】中国工程物理研究院流体物理研究所
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月2日