压气机叶片用合金材料耐高湿热海洋大气性能的试验方法与流程

本发明涉及性能测试技术领域，特别是涉及一种压气机叶片耐高湿热海洋大气性能的试验方法。

背景技术：

航空发动机的服役环境跨度大、飞机服役范围广，飞机投产后服役环境严酷程度远超原设计、试验指标要求，发动机环境适应性问题显著。在试验与评价方面，我国航空发动机环境试验体系主要包括gjb-101《航空发动机结构完整性指南》、gjb-241a《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》、gjb-242《航空涡轮螺浆和涡轮轴发动机通用规范》、ccar-33部《航空发动机适航规定》等相关标准。其中，gjb-241a、gjb-242(两标准为mil-e-5007d、mil-e-8593a对应翻译标准)中规定“发动机在盐雾空气条件下工作或在盐雾空气中暴露后，应能满意地工作，并不损害其耐久性和使用寿命，所选用材料和涂料都应经过腐蚀试验，并要求通过抗腐蚀试验予以验证，试验应在模拟发动机工作、运输和贮存期间的环境条件下进行”，并提出采用“采用盐雾喷射循环试验的方式开展试验验证工作”。但是经项目组前期调研、沟通，发现在实际实施过程中，国内航空发动机研制、生产单位在开展发动机结构环境试验考核时，主要是依据gjb-150.11a《装备实验室环境试验方法第11部分：盐雾试验》、hb-5830.12《机载设备环境试验条件及试验方法盐雾》等盐雾试验标准及gb-13303《钢的抗氧化性能测定方法》、hb-5258《钢及高温合金的抗氧化性测定试验方法》、hb-7740《燃气热腐蚀试验方法》等热试验标准开展相关工作。因此目前对于发动机结构的环境试验考核，不能满足发动机中的压气机叶片对于南海海洋大气等高湿热海洋大气环境下的测试需求，无法准确地评价发动机中的压气机叶片在南海海洋大气等高湿热海洋大气环境下的性能。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种压气机叶片用合金材料耐高湿热海洋大气性能的试验方法，以能够提高耐高湿热海洋大气性能评价的准确性。

一种压气机叶片用合金材料耐高湿热海洋大气性能的试验方法，包括以下步骤：

将压气机叶片用合金材料样品暴露在高湿热海洋大气环境中，并使所述合金材料样品的暴露面相对水平面倾斜且朝向赤道设置，进行大气环境试验；

将结束所述大气环境试验后的合金材料样品于氧化性氛围中煅烧，进行热氧化试验；及

将结束所述热氧化试验的合金材料重复且交替进行所述大气环境试验和所述热氧化试验。

上述试验方法，可以航空发动机等的压气机叶片合金材料作为试验对象，并将其先暴露在南海大气等高湿热海洋大气环境中进行大气环境试验，使海洋环境中的高温、高湿、高盐雾、强太阳辐射等因素对合金材料的表面氧化膜例如cr2o3和al2o3造成损伤，且海洋环境中的氯离子会促进氧化膜的开裂和剥落，从而加速压气机叶片的腐蚀失效。同时，氯离子浓度过高还会引起m-cr-al-y梯度涂层中铬元素和铝元素的快速消耗，导致合金材料的保护性氧化膜的快速剥落，致使发动机在海洋大气中短时间工作后就进入到了热腐蚀阶段，模拟了发动机的压气机在复杂南海大气环境等高湿热海洋大气环境中的实际服役情况，通过大气环境试验显著缩减使用寿命。在此基础上将结束大气环境试验后的合金材料于氧化性氛围中煅烧进行热氧化试验，以模拟压气机叶片合金材料在工作过程中所经受的热氧化损伤，再开展循环试验。如此该试验方法，以压气机叶片为试验对象，避免了以发动机整机状态进行试验对发动机造成不可恢复性损坏，且综合考虑了复杂南海大气环境的高温、高湿、高盐雾、强太阳辐射等因素及压气机叶片本身在工作过程中所处的热因素，能够满足发动机的压气机的叶片对于南海海洋大气等高湿热海洋大气环境下的测试需求，可较准确考核航空发动机结构在实际服役状态的损伤情况，进而可较准确地评价发动机的压气机的叶片耐高湿热海洋大气环境性能，从而可为航空发动机压气机叶片的研制和设计提供有利的技术支撑。

在其中一个实施例中，单次所述大气环境试验的暴露时间为6个月～12个月；单次所述热氧化试验的煅烧保温时间为150h～200h；所述大气环境试验的暴露时间和所述热氧化试验的煅烧保温时间的总时长不小于3年。

在其中一个实施例中，所述压气机叶片用合金材料样品的暴露面相对水平面倾斜的角度为45°。

在其中一个实施例中，所述大气环境试验所用的大气环境试验暴露装置包括支架、试样框架及试样夹具；所述试样框架包括框架本体及试样固定板，所述框架本体设于所述支架上，所述试样固定板设有固定孔，所述试样固定板设于所述框架本体上，所述试样固定板至少有两个，其中有两个试样固定板间隔设置，所述试样夹具安装于所述固定孔内以用于固定位于所述两个试样固定板上的合金材料试样。

在其中一个实施例中，当所述压气机叶片用合金材料样品为低压1～3级压气机的叶片所用的高温合金材料时，所述热氧化试验的煅烧温度为120℃～230℃；

当所述压气机叶片样品为高压1～3级压气机的叶片所用的高温合金材料，所述热氧化试验的煅烧温度为280℃～380℃；

当所述压气机叶片样品为高压4～9级压气机的叶片所用的高温合金材料，所述热氧化试验的煅烧温度为430℃～650℃。

在其中一个实施例中，还包括对所述大气环境试验中的合金材料样品每个月至少拍照一次的步骤。

在其中一个实施例中，还包括对所述大气环境试验中的合金材料进行腐蚀电化学测试的步骤。

在其中一个实施例中，所述腐蚀性电化学测试的取样时间的间隔随着所述大气环境试验的进行越来越大。

在其中一个实施例中，还包括在所述热氧化试验之前和之后，以及在所述热氧化试验的过程中对所述合金材料进行称重的步骤。

在其中一个实施例中，所述热氧化试验是将所述合金材料置于坩埚中，再放置于煅烧炉中煅烧；所述坩埚在使用之前在高于所述热氧化试验的煅烧温度50℃以上的温度焙烧。

附图说明

图1为一实施例的大气环境试验暴露装置的结构示意图；

图2为图1所示大气环境试验暴露装置一具体示例的试样固定板、试样夹具及压气机叶片试样的结构示意图；

图3为图2所示的试样夹具的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

目前对于发动机结构的环境试验考核，有采用gjb-150.11a《装备实验室环境试验方法第11部分：盐雾试验》、hb-5830.12《机载设备环境试验条件及试验方法盐雾》中规定的盐雾试验方法来评价，或采用gb-13303《钢的抗氧化性能测定方法》、hb-5258《钢及高温合金的抗氧化性测定试验方法》规定的热氧化试验与评价方法来评价。然而本研发人员发现，前者方法仅使用48h或96小时盐雾试验方法作为单一手段，后者仅使用抗氧化性能测定方法作为单一手段，这些方法一方面缺乏对复杂南海大气环境的高温、高湿、高盐雾、强太阳辐射等因素的考虑，另一方面缺乏对复杂南海大气环境的高温、高湿、高盐雾、强太阳辐射等因素及压气机叶片本身在工作过程中所处的热因素的综合考虑，故而不能满足发动机的压气机的叶片对于南海海洋大气等高湿热海洋大气环境下的测试需求，无法准确考核航空发动机结构在实际服役状态的损伤情况，无法准确地评价发动机的压气机的叶片耐高湿热海洋大气环境性能，不利于航空发动机压气机叶片的研制和设计。

另外，也有针对发动机整机在盐雾腐蚀环境进行耐久性循环测试，例如mil-e-5007d与mil-e-8593a中规定发动机应按相关要求，经受每次48小时的25次循环盐雾腐蚀试验，并规定了航空发动机的盐雾喷射耐久性循环程序。这种方法虽然考虑到了盐雾与热因素对发动机的综合影响，但是同样缺乏对复杂南海大气环境的高温、高湿、高盐雾、强太阳辐射等因素及压气机叶片本身在工作过程中所处的热因素的综合考虑，且该方法的程序复杂，并以整机状态进行试验将对发动机造成不可恢复性损坏，因此目前国内均未采用该种方法。

基于此，本研发人员首先对航空发动机的压气机叶片在南海海洋大气这类耐高湿热海洋大气环境下的服役状态进行分析。具体地，压气机叶片属于冷端部件的零件，除最后几级由于高压下与气体摩擦产生熵增而使温度升高到约600k(327℃)，其余部位温度不高。同时，压气机叶片靠近发动机外部，叶片材料在发动机工作过程中，既需要与外界大气腐蚀性成分接触，又需要经一定热环境的交替作用。也就说，航空发动机的压气机叶片在南海海洋大气这类耐高湿热海洋大气环境下的服役状态，既会受到复杂南海大气环境的高温、高湿、高盐雾、强太阳辐射等因素的影响，又会受到发动机工作过程中的热环境的影响。因此本发明根据压气机叶片高温合金材料单位时间内承受的南海环境损伤、热损伤量值，利用南海大气自然环境试验与人工热氧化试验的组合方式等效加载，制定本发明大气环境试验和热氧化试验的组合试验剖面。

进一步地，对于压气机叶片用合金材料，采用大气环境试验在户外暴露，热氧化试验的方式进行组合模拟，利用户外的大气试验代表航空发动机压气机叶片在地面停放过程中所经受了海洋环境损伤；利用热环境试验代表叶片在工作过程中所经受的热氧化损伤，开展循环试验。

基于此，本发明提供了一实施方式的压气机叶片用合金材料耐高湿热海洋大气性能的试验方法，包括以下步骤。

步骤s1、将压气机叶片用合金材料样品暴露在高湿热海洋大气环境中，并使合金材料样品的暴露面相对水平面倾斜且朝向赤道设置，进行大气环境试验。

步骤s2、将结束大气环境试验后的合金材料于氧化性氛围中煅烧，进行热氧化试验。

步骤s3、将结束热氧化试验的合金材料样品重复且交替进行大气环境试验和热氧化试验。

上述试验方法，以压气机叶片合金材料作为试验对象，并将其先暴露在南海大气等高湿热海洋大气环境中进行大气环境试验，使海洋环境中的高温、高湿、高盐雾、强太阳辐射等因素对合金材料的表面氧化膜例如cr2o3和al2o3造成损伤，且海洋环境中的氯离子会促进氧化膜的开裂和剥落，从而加速压气机叶片的腐蚀失效。同时，氯离子浓度过高还会引起m-cr-al-y梯度涂层中铬元素和铝元素的快速消耗，导致合金材料的保护性氧化膜的快速剥落，致使发动机在海洋大气中短时间工作后就进入到了热腐蚀阶段，模拟了发动机的压气机在复杂南海大气环境等高湿热海洋大气环境中的实际服役情况，通过大气环境试验显著缩减使用寿命。在此基础上将结束大气环境试验后的合金材料于氧化性氛围中煅烧进行热氧化试验，以模拟压气机叶片合金材料在工作过程中所经受的热氧化损伤，再开展循环试验。如此该试验方法，以压气机叶片为试验对象，避免了以发动机整机状态进行试验对发动机造成不可恢复性损坏，且综合考虑了复杂南海大气环境的高温、高湿、高盐雾、强太阳辐射等因素及压气机叶片本身在工作过程中所处的热因素，能够满足发动机的压气机的叶片对于南海海洋大气等高湿热海洋大气环境下的测试需求，可较准确考核航空发动机结构在实际服役状态的损伤情况，进而可较准确地评价发动机的压气机的叶片耐高湿热海洋大气环境性能，从而可为航空发动机压气机叶片的研制和设计提供有利的技术支撑。

可理解，步骤s1中高湿热海洋大气环境应能代表典型南海热带区域气候条件。优选地，步骤s1中高湿热海洋大气环境可为0°到南北纬23.5°的海洋性大气区域，指年太阳辐照量5400～5800mj/m²，年积温大于8000℃，年降雨量大于1500mm的气候炎热、湿度大的海洋性大气区域。步骤s1中大气环境试验可在腐蚀性最高的季节开始试验，例如每年的4月～5月或9月～10月。步骤s1实际操作时场地周围应有围墙或栅栏，并设有防雷、防火、防爆、防静电、防盗和保密等安全设施。

在其中一个实施例中，压气机叶片用合金材料样品的暴露面相对水平面倾斜的角度为45°，以使合金材料样品吸收更多的太阳能，接受更多的暴晒。如此压气机叶片朝向赤道倾斜的角度，进一步保证其较好地接受复杂南海大气环境的高温、高湿、高盐雾、强太阳辐射等因素的影响，如此更接近发动机的压气机在实际服役状态的损伤情况，进而提高评价发动机的压气机的叶片耐高湿热海洋大气环境性能的准确性。

优选地，大气环境试验的暴露场地应平坦空旷，场地四周建筑物或障碍物至暴露场边缘距离，至少是建筑物或障碍物高度的三倍以上，以避免建筑物或树等障碍物遮挡试验样品，影响大气腐蚀性介质传播。除另有规定外，暴露场周边2km内不应有影响试验结果的工业污染源存在。暴露场地面无积水，并保持该地区的自然植被状态或铺设草坪，草高不超过0.2m。

优选地，由于发动机的压气机的叶片高温合金材料的特殊性和经济性，选用样品尺寸不易过大，对于发动机的压气机叶片为裸材试样，试验样品表面面积不应小于2500mm²，各边长应为50mm的整数倍，要求长宽比例应在(2～1):1范围内。对于发动机的压气机叶片为含涂层试样，规格宜为40mm×20mm。

在其中一个实施例中，单次大气环境试验的暴露时间为6个月～12个月；单次热氧化试验的煅烧保温时间为150h～200h；大气环境试验的暴露时间和热氧化试验的煅烧保温时间的总时长不小于3年。如此进一步通过控制单次大气环境试验和热氧化试验的时间及总试验时长，可提高试验考核航空发动机结构在实际服役状态的损伤情况的准确性，进而提高评价发动机的压气机的叶片耐高湿热海洋大气环境性能的准确性。

评价指标体系是压气机叶片高温合金材料南海大气-热环境组合试验的重要组成部分，但压气机叶片高温合金材料的损伤表现形式却有多种，有耐蚀性、表面形貌、附着力、孔隙率、硬度、厚度、光泽度、色差等多种性能指标，如何选取合适的性能指标来对压气机叶片高温合金材料的损伤程度进行准确评价是一个关键问题。具体地，本发明采用如下性能指标来对压气机叶片高温合金材料的损伤程度进行准确评价。

上述试验方法还包括在步骤s1的过程中，对大气环境试验中的合金材料样品每个月至少拍照一次的步骤。可理解，此处的拍照可为普通的宏观形貌拍照也可为微观观察所需的拍照，例如普通相机拍照或扫描电镜拍照或透射电镜拍照等等，以此来表征大气环境试验合金材料的外观形貌变化。具体地例如，通过扫描电镜观察高温合金截面晶界和晶内微观腐蚀形貌，利用edx/epma等表征晶界和晶内的产物成分元素分布和元素富集状况。

上述试验方法还包括在步骤s1的过程中，还包括对大气环境试验中的合金材料进行腐蚀电化学测试的步骤。其中，腐蚀电化学测试可包括腐蚀产物分析，涂层综合评级等方法，其中腐蚀电化学测试所用的腐蚀液为西沙大气腐蚀模拟液，其含有0.1wt％nacl、0.05wt％cacl2及0.05wt％na2so4。

具体地，腐蚀性电化学测试的取样时间的间隔随着大气环境试验的进行越来越大，即取样间隔按照前密后疏的方式，例如可在大气环境测试的总时长的第1月、第3月、第6月、第12月、第18月、第24月、第36月等进行测试。

具体地，在步骤s1中，对合金材料的测试，在静强度指标上，根据样品关键性能指标要求，选择拉伸强度、延伸率等静强度指标进行评价。在功能性指标上，根据样件热性能指标要求，采用增重法及表面、截面观察法(宏观形貌、微观观察)进行测试，对典型体系进行腐蚀-氧化动力学曲线表征。

上述试验方法还包括在每次热氧化试验之前和热氧化试验之后进行学、涂层性能、显微分析等测试的步骤，以进一步完善评价指标体系，提高该试验方法评价准确性。

可理解，热氧化试验的设备试验区域内各点温度应均匀，与规定温度的偏差不得超过±5℃。试验设备使用的温度调节装置及测温仪表应精确，测温精度不高于±1℃。试样在空气介质中进行试验，试验设备应设有专门空气流通结构或组件，以便空气自由进入；在特殊气体介质中试验时，应保证通往各试样气体的速度不变。根据试验温度不同，应分别采用高质量且具有足够容积的瓷坩埚、高铝坩埚、石英坩埚或铂金坩埚，以便试样完全装入而防止在试验过程中腐蚀产物落于坩埚外面。

航空发动机的压气机叶片主要是将进入压气机的外界空气压缩为一定比例的高温高压气体，并送入燃烧室参与燃烧；不同部位或不同状态的压气机叶片所对应的环境条件各不相同，在开展南海大气-热环境组合试验时，需要针对不同部位或不同状态叶片的环境条件特点，设计贴近发动机叶片大气、热环境实际损伤特点的组合试验剖面，确定试验关键参数及流程。在其中一个实施例中，当压气机叶片用合金材料样品为低压1～3级压气机的叶片所用的高温合金材料时，热氧化试验的煅烧温度为120℃～230℃；当压气机叶片样品为高压1～3级压气机的叶片所用的高温合金材料，热氧化试验的煅烧温度为280℃～380℃；当压气机叶片样品为高压4～9级压气机的叶片所用的高温合金材料，热氧化试验的煅烧温度为430℃～650℃。

其中高温合金材料，是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，又被称为“超合金，”主要应用于航空航天领域和能源领域。

在其中一个实施例中，还包括在热氧化试验之前和之后，以及在热氧化试验的过程中对合金材料进行称重的步骤。具体地，采用间断称量法，测定样品在高温氧化条件下的增重与时间的关系。例如称重时间分别在热氧化测试的总煅烧时长的第100h、第200h、第300h、第400h、第500h时及每次热氧化试验之前和之后的时间点，称重时间点如有需要可增加到更多。

优选地，步骤s2进行热氧化试验时，将合金材料置于坩埚中，再放置于煅烧炉中煅烧；坩埚在使用之前在高于热氧化试验的煅烧温度50℃以上的温度焙烧，以去除其中的水分及杂质。具体地，合金材料试样放置在坩埚内并尽量少接触坩埚壁，避免面接触；试验时将坩埚放于耐火砖上准备装炉；炉温升至预定温度后，进行装炉，当炉温再次达到预定温度后开始计算保温时间。

具体地，步骤s1可采用图1及图2所示的大气环境试验暴露装置。该大气环境试验暴露装置100，包括支架110、试样框架120及试样夹具130。其中，支架110用于起到支撑作用。具体地，在本示例中，支架110为两个。在本示例中，支架110为固定式的，可理解，在其他示例中，也可在支架110底部设置滚轮，将支架110设置成可移动式。试样框架120包括框架本体(图未标)及试样固定板123。框架本体设于支架110上，试样固定板123设有固定孔1231，且试样固定板123设于框架本体上，试样固定板123至少有两个，其中有两个试样固定板123间隔设置。试样夹具130安装于固定孔1231内以用于固定位于两个试样固定板123上的压气机试样200。

上述大气环境试验暴露装置100，试样夹具130可将试样固定在两个试样固定板123上，进而有效固定试样，避免了将试样直接置于大气环境试验暴露装置100上容易导致试样移位或脱落的问题。此外，采用框架本体不容易积水，还能够避免试样受到大气环境试验暴露装置100被腐蚀后的腐蚀产物的影响，进而提高试样的性能测试准确性。

可理解，大气环境试验暴露装置100的支架110、框架本体及试样固定板123一般采用金属材料制成，在户外长期暴露难免会受到腐蚀，而腐蚀产物一旦与试样接触，将导致试样的性能测试不准确。因此优选地，试样夹具130采用树脂或陶瓷等绝缘材质制成或表面包裹绝缘材料。如此通过试样夹具130将试样和试样固定板123隔开，避免试样固定板123受腐蚀后的腐蚀产物对试样造成影响。

在其中一个示例中，框架本体的相对两侧上设有安装槽121，各试样固定板123的两端分别安装于相对两侧的安装槽121上。具体地，安装槽121为长条形，各试样固定板123的安装位置可调节，从而可十分方便地调节两个试样固定板123之间的距离，以满足不同规格的试样的需求。

进一步地，试样固定板123的数量为多个，一般地，可采用相邻两个试样固定板123用于固定试样。可理解，相邻两个试样固定板123上可根据需要设置多个试样。具体地，试样固定板123上的固定孔1231为长条形，一个试样固定板123上的固定孔1231可为一个，也可为多个。

在其中一个示例中，框架本体设于支架110上且能够相对支架110转动，例如框架本体与支架110通过转轴实现转动连接。具体地，上述大气环境试验暴露装置100还包括角度调节组件140，用于调节框架本体相对支架110转动的角度，以调节框架本体相对水平面倾斜的角度。根据大气暴露的标准，试样应与水平面成一定的角度暴露在环境中，如此可满足试样对于倾斜角度的要求。

具体地，角度调节组件140包括调节杆141及多个调节件143，多个调节件143依次设于调节杆141的长度方向上，调节杆141的一端连接于框架本体，调节杆141的另一端通过一个调节件143连接于支架110。调节杆141选择性地与多个调节件143中的一个调节件143连接，从而调节框架本体相对水平面倾斜的角度。具体在本示例中，调节件143为螺栓。可理解，角度调节组件140也可通过其他结构实现，例如伸缩杆等等。

在其中一个示例中，上述大气环境试验暴露装置100还包括角度检测组件150，用于检测框架本体相对水平面倾斜的角度。具体地，角度检测组件150包括角度盘151和角度指示件153。角度盘151上设有角度刻度，角度指示件153设于支架110上，角度指示件153可为指针或其他标志物。角度盘151与框架本体固定连接，从而使得角度盘151能够相对支架110转动，从而使得指针等角度指示件153指示角度盘151上的角度刻度，使倾斜角度能够快速和精确显示。

可理解，在其他示例中，角度检测组件150也可为其他结构实现，具体地，两个支架110上均设有该角度检测组件150。

在其中一个示例中，每个试样固定板123上均安装有多个试样夹具130。多个试样夹具130用于固定同一试样的四个试样夹具130。用于固定同一试样的多个试样夹具130中，部分试样夹具130位于同一试样固定板123，部分试样夹具130位于另一个试样固定板123上。

具体地，每四个试样夹具130用于固定同一试样。用于固定同一试样的四个试样夹具130中，两个试样夹具130位于同一试样固定板123，另外两个试样夹具130位于另一个试样固定板123上。如此试样被试样夹具130隔开，避免试样之间相互接触，相对造成不良影响。

参照图3，进一步地，试样夹具130为柱状。试样夹具130的一端安装于固定孔1231，另一端设有用于固定试样的卡位槽131。具体地，试样夹具130为圆柱状。具体地，试样夹具130通过螺栓连接的方式安装于固定孔1231。这种设有卡位槽131的试样夹具130特别适用于片状的压气机试样200；具体固定时，可将试样的四个角分别卡位于四个试样夹具130的卡位槽131中。在本示例中，试样夹具130为陶瓷夹具。

更进一步地，同一试样夹具130设有两个卡位槽131，以用于固定相邻两个压气机试样200。如此不仅减少了试样夹具130的数量，又可使相邻两个试样相互隔离开来。更进一步地，各试样夹具130均设有两个卡位槽131。

具体地，卡位槽131靠近试样固定板123的侧壁与试样固定板123之间具有间距。如此以保证试样和试样固定板123之间不会相互接触。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。