本发明涉及一种石墨的石墨化度测试装置，属于人造石墨性能测试技术领域。
背景技术：
石墨具有高温下不熔融、导电导热性能好以及化学稳定性优异等特点，被广泛地应用于冶金、化工、航空航天等行业。如今工业上常将炭原料(如石油焦、沥青焦等)经过煅烧、破碎、压型、焙烧、高温石墨化进行处理，用以获得高性能的人造石墨材料。
我们理想中的石墨的晶体结构为密排六方结构，点阵常数a＝0.2461nm，c＝0.6708nm，但即使是天然石墨，其晶体结构中也存在很多缺陷，点阵常数与理想石墨相比也存在差别。
而在实际应用的人造石墨，其石墨化度受制造工艺和原材料的影响很大，尤其是作为航空刹车用的炭复合材料，必须使石墨化度达到一定数值，才能保证材料具有最佳的使用性能。
现有的石墨化度检测过程，往往都是将粉末状石墨放置在xrd仪器上进行检测，这中检测方式对粉末状石墨进行检测，检测时候要以x射线依次进行整体扫描，由于粉末状受种种外界因素的影响，其结构不稳定，这样导致检测后的石墨化度数值误差大。
因此，作为产品质量控制的手段和调整制造工艺参数的依据，石墨化度的测试是十分必要且不可缺少的。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决上述技术的问题，进而提供一种人造石墨的石墨化度测试装置及测试方法。
本发明的技术方案：
一种人造石墨的石墨化度测试装置包括x射线管、入射光阑、射线管支架、入射光阑支架、接收光阑、x射线探测器、探测器支架、第一支撑柱，凸模机构、凹模机构、第二支撑柱、抓取机械手、样品台和支撑座，所述的支撑座为长方体支撑座，支撑座的长度方向上安装有入射光阑支架，所述的x射线管安装在入射光阑支架上，入射光阑支架上还安装有射线管支架，所述的入射光阑安装在射线管支架上，启动x射线管，x射线能够穿过入射光阑照射到样品上，所述的支撑座上安装有滑轨，样品台与滑轨配合安装，样品台上安装有转动台，转动台相对样品台转动，转动台上安装有凹模机构，所述的探测器支架为折弯结构，探测器支架安装在转动台的侧壁上，安装后的探测器支架与入射光阑支架共同处于支撑座的长度方向上，所述的接收光阑和x射线探测器均安装在探测器支架上，所述的x射线探测器与接收光阑电连接，x射线探测器接收穿过接收光阑的衍射信号，所述的第一支撑柱和第二支撑柱安装在支撑座的宽度方向上，第一支撑柱和第二支撑柱安装在样品台的两侧，所述的第一支撑柱的竖直方向上安装有第一滑轨，第一滑轨上配合安装有第一滑座，所述的凸模机构垂直安装在第一滑座上，所述的第二支撑柱的竖直方向上安装有第二滑轨，第二滑轨上配合安装有第二滑座，所述的抓取机械手垂直安装在第二滑座上。
优选的：所述的凸模机构包括凸模安装座、凸模支撑块、凸模连接块、凸模安装臂和圆柱凸模压块，所述的凸模安装座通过螺栓固定安装在第一滑座上，所述的凸模安装座上安装有凸模支撑块，所述的凸模支撑块的上端铰接有凸模连接块，凸模支撑块和凸模连接块均为楔形块，其楔形面配合使用，所述的凸模安装臂的一端与凸模连接块连接安装，凸模连接块的另一端安装有圆柱凸模压块，所述的圆柱凸模压块包括凸模压块本体和设置在凸模压块本体内部的电加热管。
优选的：所述的凹模机构包括凹模支座、凹模、推板和电动推杆，所述的凹模支座安装在转动台上，所述的凹模安装在凹模支座上，凹模的上端面加工有台阶状放置凹槽，所述的推板安装在放置凹槽内，推板的上端面与放置凹槽形成一个材料凹槽用于石墨粉热压成型，推板的下端面连接在电动推杆的输出端，所述的电动推杆预置安装在凹模支座内。
优选的：所述的抓取机械手包括抓取机构、转动臂和安装座，所述的安装座固定安装在第二滑座上，所述的转动臂通过轴承与安装座配合安装，所述的安装座内安装有伺服电机，伺服电机的输出端与转动臂建立连接，在伺服电机的转动作用下，转动臂相对安装座转动，所述的抓取机构安装在转动臂的顶端。
优选的：所述的抓取机构包括夹持座、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、抓取支撑架和推动气缸，所述的抓取支撑架具有两个安装部，两个安装部对称设置，抓取支撑架上安装有推动气缸，所述的推动气缸的输出轴上安装有第四连杆，第四连杆与推动气缸的输出轴呈相互垂直状态，所述第四连杆的两端分别铰接有第三连杆，所述的第二连杆的一端与夹持座铰接，第二连杆的另一端与第三连杆铰接，所述的第二连杆的中间位置铰接在抓取支撑架的安装部上，所述的第一连杆连接夹持座和安装部，第一连杆与夹持座和安装部的连接方式为铰接，在推动气缸的作用下，第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆联动进而带动夹持座实现夹持作业。
优选的：所述的转动台通过转动台安装座安装在样品台上，所述的转动台安装座与转动台通过轴承安装，所述的转动台安装座内安装有转动伺服电机，在转动伺服电机的作用下，转动台相对转动台安装座转动动作。
一种人造石墨的石墨化度测试方法，包括以下步骤：
步骤一、制作片状人造石墨试验样品
通过一种人造石墨的石墨化度测试装置的凸模机构和凹模机构制作片状人造石墨试验样品；人造石墨粉放置在凹模机构的放置凹槽内，驱动样品台相对滑轨滑动，使得凹模机构与凸模机构位置相互对应，启动凸模机构的圆柱凸模压块，圆柱凸模压块将放置在凹模机构内部的人造石墨粉热压成“圆片”状；
步骤二、抓取步骤一种制作的片状人造石墨试验样品
步骤一种制作完成片状人造石墨试验样品后，移走凸模机构，在凹模机构的放置凹槽内设置有推板，启动电动推杆后，推板推动片状人造石墨试验样品升起，此时，启动抓取机械手，抓取机械手的抓取机构在推动气缸的作用下，带动连杆机构实现片状人造石墨试验样品的抓取；
步骤三、进行x射线衍射试验，获得人造石墨xrd数据图谱
启动x射线管，x射线穿过入射光阑照射到样品上，同时启动转动台，转动台带动探测器支架摆动，安装在探测器支架上的接收光阑和x射线探测器随着探测器支架摆动，x射线探测器开始在设定的角度范围内移动并接收穿过接收光阑的衍射信号，并将数据传回控制系统，进而获得人造石墨xrd数据图谱。
优选的：所述的x射线探测器为点探测器、线探测器或面探测器。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过设置有的xrd衍射试验装置和人造石墨片状材料制造装置共同协同作业完成人造石墨的石墨化度监测，避免了现有对人造石墨粉检测，由于石墨粉结构不稳定，导致检测后的石墨化度数值误差大的问题发生，通过试验测量人造石墨的石墨化度，保证人造石墨材料具有最佳的使用性能；
2、本发明可快速、精确控制样品的xrd试验扫描位置和角度，快速精确控制衍射角度测量；
3、本发明的凸模机构、凹模机构和抓取机械手采用滑动安装方式，其位置可以自由调整，确保片状人造石墨样品制作流畅，具有使用方便的特点；
4、本发的抓取机械手兼具抓取动作和转动动作，确保抓取试验样品后，试验样品能够转动90°，从而保证了x射线穿过入射光阑直接照射到样品上。
5、本发明结构设计巧妙，用本发明的人造石墨的石墨化度测试装置，能更准确的测量石墨化度，更合理地反映了材料内部石墨化度的实际情况，保证人造石墨材料具有最佳的使用性能。
附图说明
图1是本发明的轴测图视图；
图2是本发明的主视图；
图3是本发明的侧视图；
图4是凸模机构的轴测图；
图5是圆柱凸模压块的结构示意图；
图6是凹模机构的结构示意图；
图7是抓取机械手的结构视图；
图中1-x射线管，2-入射光阑，3-射线管支架，4-入射光阑支架，5-接收光阑，6-x射线探测器，7-探测器支架，8-第一支撑柱，9-凸模机构，10-凹模机构，11-第二支撑柱，12-抓取机械手，13-样品台，14-支撑座，15-滑轨，16-转动台，17-第一滑轨，18-第一滑座，19-第二滑轨，20-第二滑座，21-凸模安装座，22-凸模支撑块，23-凸模连接块，24-凸模安装臂，25-圆柱凸模压块，26-凸模压块本体，27-电加热管，28-凹模支座，29-凹模，30-推板，31-电动推杆，32-放置凹槽，33-抓取机构，34-转动臂，35-安装座，36-轴承，37-伺服电机，38-夹持座，39-第一连杆，40-第二连杆，41-第三连杆，42-第四连杆，43-抓取支撑架，44-推动气缸，45-安装部，46-转动台安装座，47-转动伺服电机。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图7说明本实施方式，本实施方式的一种人造石墨的石墨化度测试装置，包括x射线管1、入射光阑2、射线管支架3、入射光阑支架4、接收光阑5、x射线探测器6、探测器支架7、第一支撑柱8，凸模机构9、凹模机构10、第二支撑柱11、抓取机械手12、样品台13和支撑座14，所述的支撑座14为长方体支撑座，支撑座14的长度方向上安装有入射光阑支架4，所述的x射线管1安装在入射光阑支架4上，入射光阑支架4上还安装有射线管支架3，所述的入射光阑2安装在射线管支架3上，启动x射线管，x射线能够穿过入射光阑2照射到样品上，所述的支撑座14上安装有滑轨15，样品台13与滑轨15配合安装，样品台13上安装有转动台16，转动台16相对样品台13转动，转动台16上安装有凹模机构10，所述的探测器支架7为折弯结构，探测器支架7安装在转动台16的侧壁上，安装后的探测器支架7与入射光阑支架4共同处于支撑座14的长度方向上，所述的接收光阑5和x射线探测器6均安装在探测器支架7上，所述的x射线探测器6与接收光阑5电连接，x射线探测器6接收穿过接收光阑5的衍射信号，所述的第一支撑柱8和第二支撑柱11安装在支撑座14的宽度方向上，第一支撑柱8和第二支撑柱11安装在样品台13的两侧，所述的第一支撑柱8的竖直方向上安装有第一滑轨17，第一滑轨17上配合安装有第一滑座18，所述的凸模机构9垂直安装在第一滑座18上，所述的第二支撑柱11的竖直方向上安装有第二滑轨19，第二滑轨19上配合安装有第二滑座20，所述的抓取机械手12垂直安装在第二滑座20上。如此设置，使用本发明来进行人造石墨石墨化度测试时，首先需要进行样品制片工作，其具体工作过程是，调整第一滑座18和样品台13，使得安装在第一滑座18和样品台13上的涂抹机构9和凹模机构配合，进而将待测人造石墨粉热压形成片状石墨片，热压成型后，调整第二滑座20相对第二支撑柱11动作，使得安装在第二滑座20上的第二支撑柱11抓取热压成型后的片状人造石墨，然后启动x射线管1，x射线穿过入射光阑2照射到样品上，同时启动转动台16，转动台带动探测器支架7摆动，安装在探测器支架7上的接收光阑5和x射线探测器6随着探测器支架7摆动，x射线探测器6开始在设定的角度范围内移动并接收穿过接收光阑5的衍射信号，并将数据传回控制系统，进而获得人造石墨xrd数据图谱。
具体实施方式二：结合图1-图7说明本实施方式，本实施方式的一种人造石墨的石墨化度测试装置，所述的凸模机构9包括凸模安装座21、凸模支撑块22、凸模连接块23、凸模安装臂24和圆柱凸模压块25，所述的凸模安装座21通过螺栓固定安装在第一滑座18上，所述的凸模安装座21上安装有凸模支撑块22，所述的凸模支撑块22的上端铰接有凸模连接块23，凸模支撑块22和凸模连接块23均为楔形块，其楔形面配合使用，所述的凸模安装臂24的一端与凸模连接块23连接安装，凸模连接块23的另一端安装有圆柱凸模压块25，所述的圆柱凸模压块25包括凸模压块本体26和设置在凸模压块本体26内部的电加热管27。如此设置，凸模支撑块22和凸模连接块23设置为楔形块铰接结构，其楔形机构的作用使得凸模安装臂24安装稳定，圆柱凸模压块25在与凹模机构10的放置凹槽配合进行热压成型时，凸模支撑块22能够承受凸模连接块23和凸模安装臂24压力，避免在热压成型时凸模安装臂24受力变形导致热压成型效果差；需要公开的是，由于凸模支撑块22和凸模连接块23设置为楔形块铰接结构，其凸模支撑块22和凸模连接块23安装呈垂直状态后，可通过安装在凸模支撑块22上的挂钩和凸模连接块23的挂耳实现锁死，使得在实现人造石墨粉热压成型过程，凸模支撑块22相对凸模连接块23动作；本发明采用了热压成型工作原理，将石墨粉通过圆柱凸模压块25的凸模压块本体26和设置在凸模压块本体26内部的电加热管27作为热源，并施加一定压力，通过控制人造石墨的熔融温度和时间，以达融化后硬化、冷却，在取出模型成品。
具体实施方式三：结合图1-图7说明本实施方式，本实施方式的一种人造石墨的石墨化度测试装置，所述的凹模机构10包括凹模支座28、凹模29、推板30和电动推杆31，所述的凹模支座28安装在转动台16上，所述的凹模29安装在凹模支座28上，凹模29的上端面加工有台阶状放置凹槽32，所述的推板30安装在放置凹槽32内，推板30的上端面与放置凹槽32形成一个材料凹槽用于石墨粉热压成型，推板30的下端面连接在电动推杆31的输出端，所述的电动推杆31预置安装在凹模支座28内。如此设置，凹模具有一个片状石墨推出结构，其具体工作是在放置凹槽32内部热压成片状石墨后，电动推杆31的输出端带动推板30，将片状石墨从放置凹槽32内推出，这样，抓取机械手能够将片状石墨的边缘夹持，进而实现石墨化度测试，本发明的凹模机构10内的推板30和电动推杆31的使用是与抓取机械手12配合的，在这种配合作用下能够实现片状石墨的抓取和转动，进而通过xrd试验实现石墨化度测试。
具体实施方式四：结合图1-图7说明本实施方式，本实施方式的一种人造石墨的石墨化度测试装置，所述的抓取机械手12包括抓取机构33、转动臂34和安装座35，所述的安装座35固定安装在第二滑座20上，所述的转动臂34通过轴承36与安装座35配合安装，所述的安装座35内安装有伺服电机37，伺服电机37的输出端与转动臂34建立连接，在伺服电机37的转动作用下，转动臂34相对安装座35转动，所述的抓取机构33安装在转动臂34的顶端。如此设置，抓取机械手12能够完成两个自由度的动作，第一个自动度的动作是抓取机构33的抓取动作，第二个自由度是转动臂34的转动动作，在这两个自由度的作用下，抓取机械手完成抓取作业；由于经过凸模机构和凹模机构形成的片状石墨是处于一个水平的状态，这样抓取后的片状石墨，在转动臂34的转动下，实现了90度翻转，使得片状石墨的侧面正对xrd试验设备，这种自动化机构为样品的测试带来便利，解决了人工安放待测样品费时费力的问题，也提高了人造石墨石墨化度测试效率。
具体实施方式五：结合图1-图7说明本实施方式，本实施方式的一种人造石墨的石墨化度测试装置，所述的抓取机构33包括夹持座38、第一连杆39、第二连杆40、第三连杆41、第四连杆42、抓取支撑架43和推动气缸44，所述的抓取支撑架43具有两个安装部45，两个安装部对称设置，抓取支撑架43上安装有推动气缸44，所述的推动气缸44的输出轴上安装有第四连杆42，第四连杆42与推动气缸44的输出轴呈相互垂直状态，所述第四连杆42的两端分别铰接有第三连杆41，所述的第二连杆40的一端与夹持座38铰接，第二连杆40的另一端与第三连杆41铰接，所述的第二连杆40的中间位置铰接在抓取支撑架43的安装部45上，所述的第一连杆39连接夹持座38和安装部45，第一连杆与夹持座38和安装部45的连接方式为铰接，在推动气缸44的作用下，第一连杆39、第二连杆40、第三连杆41和第四连杆42联动进而带动夹持座38实现夹持作业。本发明巧妙的利用了机械连杆机构，完成了简单且可靠的片状石墨的抓取和夹持作业。
具体实施方式六：结合图1-图7说明本实施方式，本实施方式的一种人造石墨的石墨化度测试装置，所述的转动台16通过转动台安装座46安装在样品台13上，所述的转动台安装座46与转动台16通过轴承安装，所述的转动台安装座46内安装有转动伺服电机47，在转动伺服电机47的作用下，转动台16相对转动台安装座46转动动作。
具体实施方式七：结合图1-图7说明本实施方式，本实施方式的一种人造石墨的石墨化度测试方法，包括以下步骤：
步骤一、制作片状人造石墨试验样品
通过一种人造石墨的石墨化度测试装置的凸模机构9和凹模机构10制作片状人造石墨试验样品；人造石墨粉放置在凹模机构10的放置凹槽32内，驱动样品台13相对滑轨15滑动，使得凹模机构10与凸模机构9位置相互对应，启动凸模机构9的圆柱凸模压块25，圆柱凸模压块25将放置在凹模机构10内部的人造石墨粉热压成“圆片”状；
步骤二、抓取步骤一种制作的片状人造石墨试验样品
步骤一种制作完成片状人造石墨试验样品后，移走凸模机构9，在凹模机构10的放置凹槽32内设置有推板30，启动电动推杆31后，推板推动片状人造石墨试验样品升起，此时，启动抓取机械手12，抓取机械手的抓取机构33在推动气缸44的作用下，带动连杆机构实现片状人造石墨试验样品的抓取；
步骤三、进行x射线衍射试验，获得人造石墨xrd数据图谱
启动x射线管1，x射线穿过入射光阑2照射到样品上，同时启动转动台16，转动台带动探测器支架7摆动，安装在探测器支架7上的接收光阑5和x射线探测器6随着探测器支架7摆动，x射线探测器6开始在设定的角度范围内移动并接收穿过接收光阑5的衍射信号，并将数据传回控制系统，进而获得人造石墨xrd数据图谱。
具体实施方式八：结合图1-图7说明本实施方式，本实施方式的一种人造石墨的石墨化度测试方法，所述的x射线探测器6为点探测器、线探测器或面探测器。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。