1.本实用新型涉及实验设备技术领域，具体地涉及一种微晶发泡材料烧结装置。
背景技术：
2.微晶发泡材料孔隙发达，具有三维立体网络骨架结构，密度小强度高，兼具保温和阻燃的特点，在装配式建筑领域的应用正逐渐扩大，随着产品性能改善，其在造船、太阳能等工业领域的应用也在延伸。微晶发泡材料是以矿山尾矿、工业固废等无机矿物组分为主要原料，添加少量发泡剂和辅料，采用湿法或干法制料工艺，经过布料成型、高温烧结、晶化退火、切割打磨等工序制造而成。
3.微晶发泡材料烧结过程中，温度达到原料的熔融温度时，原料颗粒开始熔融粘结，形成大量硅酸盐液相熔体，与此同时发泡剂会产生气体，气体封闭在液相内部难以溢出，在发泡材料内部生成大量孔隙，发泡材料经历膨胀、缩聚过程。烧制温度和晶化退火温度至关重要，影响了微晶发泡材料孔隙生成速率和孔隙大小结构的均一性，决定了成品的密度、强度、烧成收缩率等各项性能指标。
4.目前针对微晶发泡材料制备的实验研究过程，采用的主要研究方法是在实验开始前，采用高温炉等设备研究原料烧结的熔融温度，然后根据熔融温度设定不同的加热温度、升温速率、晶化退火温度等实验条件，开始进行烧结实验。待实验结束后，测试样品的烧成收缩率、孔隙率等性能指标，优化实验方案后重复实验，导致实验流程繁琐，产品性能不可控。对于微晶发泡材料在烧结过程中，随着时间、温度和升温速率的改变，发泡材料膨胀和收缩过程中孔隙的生成、发育规律的研究较为少见。
5.随着科学技术的进步，影像采集技术发展成熟，广泛应用于冶金、炼焦、陶瓷等材料生产领域，促进了产品性能的提升。将影像采集技术应用于微晶发泡材料烧制过程中，可以实现烧结过程的可视化，结合图像处理装置，掌握发泡材料烧结过程中的孔隙的发育过程，有效提高产品性能控制和指导工业化生产。
技术实现要素：
6.本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的微晶发泡板材制备实验研究过程繁琐、发泡过程中孔隙生成过程无法直观体现的难题，提供一种微晶发泡材料烧结装置。
7.为了实现上述目的，本实用新型提供一种微晶发泡材料烧结装置，包括烧结炉、置于烧结炉内的烧结模盒以及图像采集组件，所述图像采集组件朝向所述烧结模盒并能够采集所述烧结模盒内的图像。
8.可选地，所述烧结模盒具有透明侧壁，所述图像采集组件朝向所述透明侧壁。
9.可选地，所述透明侧面上设置有尺寸刻度。
10.可选地，所述烧结模盒的底部设置有能够调节所述烧结模盒的高度和角度的支脚。
11.可选地，所述烧结炉包括炉体以及能够相对所述炉体滑动的炉门，所述炉门开启
时能够驱动所述烧结模盒离开所述烧结炉内部，所述炉门关闭时能够驱动所述烧结模盒进入所述烧结炉内部。
12.可选地，所述微晶发泡材料烧结装置包括贯穿并固接于所述炉门上的套筒，所述图像采集组件包括设置于所述套筒内的摄像头，所述套筒朝向炉内的一端设置有观察窗。
13.可选地，所述摄像头的镜头贴合于所述观察窗。
14.可选地，所述套筒和所述摄像头之间间隔形成冷却腔，所述套筒设置有与所述冷却腔连通的冷介质入口以及冷介质出口。
15.可选地，所述微晶发泡材料烧结装置还包括能够控制炉温的温控装置以及与所述温控装置相连的热电偶，所述热电偶设置于所述烧结炉的内部。
16.可选地，所述微晶发泡材料烧结装置还包括能够与所述图像采集组件通信连接的图像处理装置。
17.通过上述技术方案，能够利用所述图像采集组件，对烧结模盒中的微晶发泡材料的烧结过程进行图像采集，从而实现了微晶发泡材料的烧结过程的可视化，可以直观观察微晶发泡材料在烧制过程中的膨胀、收缩程度及孔隙发育过程，克服了普通烧结实验装置采用“盲烧”，烧结过程不可视的缺点，有效提高了烧结实验的效率和对产品发泡性能的控制。
附图说明
18.图1是本实用新型所述的微晶发泡材料烧结装置的一种实施方式的结构示意图；
19.图2是本实用新型所述的图像采集组件以及烧结模盒一种实施方式的示意图；
20.图3是本实用新型所述的烧结模盒的一种实施方式的结构示意图；
21.图4是本实用新型所述的烧结模盒的一种实施方式的局部示意图。
22.附图标记说明
[0023]1‑
图像采集组件，2
‑
炉门，3
‑
炉底，4
‑
炉体，5
‑
烟囱，6
‑
热电偶，7
‑
炉体支脚，8
‑
烧结模盒，9
‑
滑轮，10
‑
滑轨，11
‑
温控装置，12
‑
通气孔，13
‑
支脚，14
‑
透明侧壁。
具体实施方式
[0024]
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0025]
本实用新型提供一种微晶发泡材料烧结装置，包括烧结炉、置于烧结炉内的烧结模盒8以及图像采集组件1，所述图像采集组件1朝向所述烧结模盒8并能够采集所述烧结模盒8内的图像。
[0026]
本技术方案中所述烧结炉所述烧结炉具有烟囱5，以能够将所述烧结炉内烧结过程中产生的烟雾及时排出所述烧结炉，以免烧结产生的烟雾影响所述图像采集组件1的图像采集过程，必要的情况，可以在所述烟囱5上加装主动排风设备，以将所述烧结炉内的烟雾尽可能快速地排出所述烧结炉。所述烧结炉内还可以设置有能够为所述烧结炉内提供照明的耐高温的灯具，灯具既可以在调试图像采集组件1时提供照明，还可以使得所述图像采集组件1能够清楚看到烧结过程。
[0027]
另外，利用所述图像采集组件1，能够对设置于所述烧结炉内的烧结模盒8中的微
晶发泡材料的烧结过程进行图像采集，所述图像采集组件1可以是照相机也可以是摄像机等能够进行拍摄的设备。作为一种实施方式，所述烧结模盒8可具有顶部开口，所述图像采集组件1可以通过所述烧结模盒8的顶部开口对微晶发泡材料的烧结过程进行图像采集。通过本技术方案所提供的微晶发泡材料烧结装置能够实现微晶发泡材料的烧结过程的可视化，掌握发泡材料烧结过程中的孔隙的发育过程，有效提高产品性能控制和指导工业化生产。
[0028]
为了更好地对微晶发泡材料烧结过程进行图像采集，所述烧结模盒8可具有透明侧壁14，所述图像采集组件1朝向所述透明侧壁14。所述烧结模盒8可具有不同的外形，例如圆柱形、立方体等不同的几何形状，作为一种具体的实施方式，如图2所示，所述烧结模盒8为长方体，其朝向所述图像采集组件1的一侧设置为所述透明侧壁14，从而能够方便观察所述微晶发泡材料烧结过程中的膨胀、收缩程度以及孔隙发育过程，所述透明侧壁14可以覆盖所述烧结模盒8的整个侧面，也可以只覆盖部分侧面，为了更好地观察微晶材料发泡过程，所述透明侧壁14可以设置为从底部至顶部的连续的一个侧壁。所述透明侧壁14可采用耐高温的石英玻璃作为材料，其他侧面可使用钢材作为材料。
[0029]
为了在微晶发泡材料烧结过程中提供发泡、孔隙生成过程的量化参考，如图2、图4所示，所述透明侧面14上设置有尺寸刻度。为了方便观察和记录，所述尺寸刻度可以从下而上地进行设置，尺寸刻度的最小单位可根据需求进行设置，可以是毫米为单位，也可以使用厘米为单位。
[0030]
为了使微晶发泡材料烧结过程的观察记录更加准确，所述烧结模盒8需尽可能的调平并能够处于所述图像采集组件1的采集范围内，所述烧结模盒8的底部设置有能够调节所述烧结模盒8的高度和角度的支脚13。所述支脚13可采用多种实施方式，例如在所述烧结模盒8的底部中心位置连接有能够调节高度、角度的三脚架，也可以如图2以及图3所示，在所述烧结模盒8的四角装有螺栓螺母，从而达到调节所述烧结模盒8的高度以及角度的效果。
[0031]
为了方便实验的操作，所述烧结炉包括炉体4以及能够相对所述炉体4滑动的炉门2，所述炉门2开启时能够驱动所述烧结模盒8离开所述烧结炉内部，所述炉门2关闭时能够驱动所述烧结模盒8进入所述烧结炉内部。具体地，所述烧结模盒8可以直接固接于所述炉门2上，所述烧结模盒8从而直接能够被所述炉门2的开关过程带动；所述炉门2还可以与可移动平台通过联动装置相连，所述烧结模盒8设置于可移动平台上，当所述炉门2打开时通过联动装置带动可移动平台从所述烧结炉内部移动出来，当所述炉门2关闭时，通过联动装置带动可移动平台，使所述可移动平台移入所述烧结炉内部，所述炉门2既可以采用折页式与炉体7相连，还可以采用平移式的滑门等布置方式作为实施方式；作为一种具体的实施方式，如图1所示，所述炉门2与炉底3呈“l”型连为一体，所述烧结模盒8设置于所述炉底上，所述炉底3的底部设置有滑轮9和滑轨10，当拉开所述炉门2时带动所述炉底3通过滑轮9以及滑轨10从所述烧结炉中滑出，当关闭所述炉门2时带动所述炉底3通过滑轮9以及滑轨10滑入所述烧结炉中。
[0032]
为了对微晶发泡材料烧结过程进行拍摄，如图1以及图2所示，所述微晶发泡材料烧结装置包括贯穿并固接于所述炉门上的套筒，所述图像采集组件1包括设置于所述套筒内的摄像头，所述套筒朝向炉内的一端设置有观察窗。通过设置所述摄像头能够对微晶发
泡材料烧结过程进行拍摄记录，拍摄之前可调整模盒支脚高度，确保所述烧结模盒8内原料上边沿与所述摄像头取相框水平线平行，且位于视野中下部，微晶发泡材料烧结过程中沿所述烧结模盒8向上发泡，使所述烧结模盒8位于所述摄像头视野的中下部能够使所述摄像头能够完整的拍摄到烧结过程，摄像头拍摄前需调整焦距以确保模盒上的刻度线在视野中清晰可见。所述观察窗可以由石英玻璃制成。
[0033]
另外，所述摄像头的镜头可以贴合于所述观察窗。通过使所述摄像头的镜头贴合于所述观察窗，能够有效避免拍摄过程中的反射等现象造成的重影、模糊等现象。
[0034]
为了使所述摄像头能够更好地在高温环境下工作，如图2所示，所述套筒和所述摄像头之间间隔形成冷却腔，所述套筒设置有与所述冷却腔连通的冷介质入口以及冷介质出口。所述冷介质可以是冷气，也可以是冷液体，通过上述设置能够使所述摄像头在一个相对温和的环境下工作，避免所述摄像头故障，增加所述摄像头的使用寿命。
[0035]
作为一种具体的实施方式，所述微晶发泡材料烧结装置还包括能够控制炉温的温控装置11以及与所述温控装置11相连的热电偶6，所述热电偶6设置于所述烧结炉的内部。为了更好地对微晶发泡材料烧结过程进行实验研究，需要对所述烧结炉进行温度控制，通过设置所述温控装置11能够对所述烧结炉内的炉温进行控制，以控制微晶发泡材料的反应温度，所述热电偶6能够检测所述烧结炉内的炉温，为调节炉温提供辅助。
[0036]
作为进一步的实施方式，所述微晶发泡材料烧结装置还可以包括能够与所述图像采集组件1通信连接的图像处理装置。通过所述图像处理装置，可以将所述图像采集组件1采集的信息进行储存、整理以及分析，从而得到微晶发泡材料在加热过程中的膨胀、收缩程度，以及孔隙发育规律。
[0037]
实施例
[0038]
本实施例中，微晶发泡材料烧结实验以气流床气化渣为主要原料，1.8％碳化硅作为发泡剂，辅助材料为2％白云石。首先，将原料干燥，破碎至粒度达到325目后将原料进行混合，采用干法制料，将原料布入所述烧结模盒8。将所述烧结模盒8置于烧结装置炉底3之上，使得模盒透明的石英玻璃14面正对图像采集组件1。然后启动图像采集组件1及图像处理装置，调整所述摄像头至图像采集正常、清晰。调整模盒支脚13高度，确保所述烧结模盒8内原料上边沿与所述摄像头水平线平行，且位于视野中下部，保证石英玻璃上的刻度线在视野中清晰可见。推动炉门2与炉底3，将烧结模盒8推入炉体4，使之闭合。通过温度控制器11设置温度控制程序，使所述烧结炉升温加热。
[0039]
通过图像采集组件1和图像处理装置，采集烧结过程中的图像，获得微晶发泡材料在加热过程中的膨胀、收缩程度，以及孔隙发育规律。实验结束降温后，将样品从烧结模盒取出，进行切割打磨，测试基本性能指标。
[0040]
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。