一种用于耐火材料高温动态侵蚀的实验装置的制作方法

1.本实用新型属于耐火材料测试技术领域，具体为一种用于耐火材料高温动态侵蚀的实验装置。


背景技术：

2.电子玻璃的生产过程包括熔化阶段、澄清阶段、搅拌阶段及成型退火阶段，每一个阶段都是在高温环境下进行的。电子玻璃生产线上，每一处使用的材料都必须是耐高温材料，也叫耐火材料，这些材料大部分都会与玻璃液直接接触。所以，电子玻璃生产厂家在产线建设之前会进行大量的耐火材料选型工作，也就是对耐火材料进行试验，以判断哪种耐火材料适合该种玻璃料方的生产。为了模拟流动的玻璃液对耐火材料的侵蚀情况，需要在一定温度下对耐火材料进行高温动态侵蚀实验，根据侵蚀情况判断是否合适。
3.目前现有的耐火材料高温动态侵蚀实验装置，是将耐火材料制备成一定形状的样品，通过样品与悬挂装置形状上的差异使样品悬挂在搅拌装置上，不仅制样过程复杂，且旋转时样品会有掉落的危险。


技术实现要素：

4.为克服上述存在问题，本实用新型提供一种用于耐火材料高温动态侵蚀的实验装置，制样过程简单，操作方便，旋转时样品不会掉落。
5.本实用新型是通过以下技术方案来实现：
6.一种用于耐火材料高温动态侵蚀的实验装置，包括搅拌棒、样品、铂金丝、第一电机、螺杆、第二电机、玻璃液、坩埚、马弗炉、保温底座、固定座和螺母；
7.所述的保温底座设置在马弗炉的底部，保温底座与升降装置的输出端固定，升降装置的输出端包括两组平行设置的独立升降机构，保温底座上设置有坩埚，坩埚装有玻璃液；
8.所述的马弗炉的上表面固定设置有固定座，固定座的上方固定设置有第一电机，第一电机的输出轴垂直朝下设置，第一电机的输出轴轴向固定连接有螺杆，螺杆的末端转动设置在固定座中，螺杆上连接有螺母，螺母与第二电机的一侧水平固定连接，第二电机的输出轴垂直朝下设置，第二电机的输出轴轴向固定连接有搅拌棒，搅拌棒垂直设置在马弗炉中，搅拌棒的末端设置有第一凹槽，样品为若干个，若干个样品依次布置在搅拌棒的外壁上，样品与搅拌棒对应的位置处设置有第二凹槽，铂金丝缠绕在第一凹槽和第二凹槽中。
9.优选的，所述的搅拌棒与马弗炉的炉膛顶端接触设置。
10.优选的，所述的保温底座与马弗炉的炉膛最下端开口密封配合。
11.进一步，所述的升降机构为交叉设置的两个液压缸，两个液压缸的活塞杆分别固定在保温底座的下方。
12.进一步，所述的保温底座的下端面固定有上层挡板，上层挡板的横截面大于保温底座，上层挡板与马弗炉的炉膛最下端接触设置，两个液压缸的活塞杆分别固定在上层挡
板的下表面。
13.优选的，所述马弗炉的炉膛上设置有观察窗，观察窗上安装有蓝宝石玻璃。
14.优选的，还包括放置在保温底座上表面的防护池，防护池中放置有坩埚。
15.优选的，所述固定座的上表面固定有两个支撑杆，两个支撑杆位于第一电机的两侧，第一电机的下表面固定在两个支撑杆的上表面。
16.优选的，所述的搅拌棒与样品接触部分的横截面为正方形，样品为长条状且个数为2个或4个，当样品为2个时，每个样品垂直对称布置在搅拌棒两侧的中心处，样品为4个时，每个样品垂直布置在搅拌棒每个侧面的中心处，第一凹槽和第二凹槽首尾连接形成的平面与搅拌棒的横截面平行。
17.优选的，还包括第一螺纹法兰、第二螺纹法兰、第一套筒和第二套筒；
18.所述的第一套筒固定套设在第二电机的输出轴上，第一套筒的下端安装有第一螺纹法兰，第二套筒固定套设在搅拌棒的上端，第二套筒的上端安装有第二螺纹法兰，第一螺纹法兰和第二螺纹法兰通过第一螺栓固定连接。
19.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
20.本实用新型一种用于耐火材料高温动态侵蚀的实验装置，首先通过在马弗炉底部设置保温底座，这样通过保温底座与升降装置的输出端固定，进而可实现保温底座的上下运动，同时在马弗炉的上表面固定固定座可以进一步固定第一电机，第一电机的输出轴垂直朝下设置后轴向固定连接螺杆，螺杆的末端转动设置在固定座中，因此当螺杆上连接螺母，螺母又与第二电机的一侧水平固定连接，第二电机的输出轴垂直朝下并轴向固定连接有搅拌棒，这样通过第一电机的转动最终可以带动搅拌棒上下运动，最后将搅拌棒垂直设置在马弗炉中，在搅拌棒的末端设置第一凹槽，若干个样品依次布置在搅拌棒的外壁上，样品与搅拌棒对应的位置处设置有第二凹槽，这样铂金丝缠绕在第一凹槽和第二凹槽中后可固定样品与搅拌棒，从而保证在方便实验操作的同时在旋转过程中样品不会掉落。
21.进一步的，马弗炉的炉膛上开有观察窗且安装有蓝宝石玻璃，蓝宝石玻璃耐高温且透明，便于观察耐火材料是否浸入玻璃液及实验过程的进行。
22.进一步的，将防护池放置在保温底座的上表面可以避免实验过程中可能存在的玻璃液漏液使马弗炉的炉膛污染的情况，提高了实验效率，延长了马弗炉的使用寿命。
附图说明
23.图1为本实用新型所述耐火材料高温动态侵蚀实验装置的结构示意图。
24.图2为本实用新型图1中固定耐火材料样品的俯视图。
25.图中:1-搅拌棒；2-样品；3-铂金丝；4-第一凹槽；51-第一螺栓；52-第二螺栓；61-第一螺纹法兰；62-第二螺纹法兰；7-第一电机；8-螺杆；9-第二电机；10-玻璃液；11-坩埚；12-观察窗；13-防护池；14-液压缸；15-马弗炉，16-保温底座；17-上层挡板；18-固定座；19-支撑杆；20-连接杆；21-螺母；22-第一套筒和23-第二套筒。
具体实施方式
26.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图对本实用新型做进一步的详细描述，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
27.本实用新型一种用于耐火材料高温动态侵蚀的实验装置，如图1所示，包括搅拌棒1、样品2、铂金丝3、第一电机7、螺杆8、第二电机9、玻璃液10、坩埚11、马弗炉15、保温底座16、固定座18和螺母21。
28.保温底座16设置在马弗炉15的底部，保温底座16与升降装置的输出端固定，升降装置的输出端包括两组平行设置的独立升降机构，升降机构为交叉设置的两个液压缸14，两个液压缸14的活塞杆分别固定在保温底座16的下方。保温底座16上设置有坩埚11，坩埚11装有玻璃液10；马弗炉15的上表面固定设置有固定座18，固定座18的上方固定设置有第一电机7，第一电机7的输出轴垂直朝下设置，第一电机7的输出轴轴向固定连接有螺杆8，螺杆8的末端转动设置在固定座18中，螺杆8上连接有螺母21，螺母21与第二电机9的一侧水平固定连接，第二电机9的输出轴垂直朝下设置，第二电机9的输出轴轴向固定连接有搅拌棒1，搅拌棒1垂直设置在马弗炉15中，搅拌棒1的末端设置有第一凹槽4，样品2为若干个，若干个样品2依次布置在搅拌棒1的外壁上，样品2与搅拌棒1对应的位置处设置有第二凹槽，铂金丝3缠绕在第一凹槽4和第二凹槽中。
29.为了进行保温，避免不必要的热量散失，搅拌棒1与马弗炉15的炉膛顶端接触设置，保温底座16与马弗炉15的炉膛最下端开口密封配合。
30.具体地，保温底座16的下端面固定有上层挡板17，上层挡板的横截面大于保温底座16，上层挡板17与马弗炉15的炉膛最下端接触设置，两个液压缸14的活塞杆分别固定在上层挡板17的下表面。固定座18的上表面固定有两个支撑杆19，两个支撑杆19位于第一电机7的两侧，第一电机7的下表面固定在两个支撑杆19的上表面。
31.还包括放置在保温底座16上表面的防护池13，防护池13中放置有坩埚11。将防护池放置在保温底座的上表面可以避免实验过程中可能存在的玻璃液漏液使马弗炉的炉膛污染的情况，提高了实验效率，延长了马弗炉的使用寿命。
32.为了提高效率，便于实施，将搅拌棒1与样品2接触部分的横截面打磨为正方形，如图2所示，样品2为长条状且个数为2个或4个，当样品2为2个时，每个样品垂直对称布置在搅拌棒1两侧的中心处，样品2为4个时，每个样品垂直布置在搅拌棒1每个侧面的中心处，第一凹槽4和第二凹槽首尾连接形成的平面与搅拌棒1的横截面平行。
33.本实用新型的一种用于耐火材料高温动态侵蚀的实验装置还包括第一螺纹法兰61、第二螺纹法兰62、第一套筒22和第二套筒23，第一套筒22固定套设在第二电机9的输出轴上，第一套筒22的下端安装有第一螺纹法兰61，第二套筒23固定套设在搅拌棒1的上端，第二套筒23的上端安装有第二螺纹法兰62，第一螺纹法兰61和第二螺纹法兰62通过第一螺栓51固定连接，第二套筒23和搅拌棒1上端的固定通过第二螺栓52实现，第二螺栓52通过第二套筒23顶紧在搅拌棒1的外壁上。
34.本实用新型的一种用于耐火材料高温动态侵蚀的实验装置采用耐火材料制成样品2，通过螺杆8转动带动样品2上下移动，使其浸入或离开玻璃液10。
35.搅拌棒1为耐高温材质，如刚玉搅拌棒或铂铑合金搅拌棒。第二电机9通过连接杆20连接在螺杆8上，第一电机9带动螺杆8转动从而带动搅拌棒1上下移动。搅拌棒1下端距离底部20～30mm处刻有第一凹槽4，样品2上刻有第二凹槽，两者通过铂金丝3固定，避免了搅拌过程中出现的样品2掉落的风险。
36.马弗炉15的炉膛上设置有观察窗12，观察窗12安装有蓝宝石玻璃，耐高温且透明
的蓝宝石玻璃便于观察样品2是否浸入玻璃液10以及实验过程是否出现问题。防护池13的内部高度为40～60mm，既能承载可能漏出的玻璃液10，也不影响观察样品2是否浸入玻璃液10；防护池13和坩埚11为耐高温材料，如石英坩埚、刚玉坩埚、铂铑合金坩埚。
37.利用本实用新型一种用于耐火材料高温动态侵蚀的实验装置进行耐火材料高温动态侵蚀实验的方法如下：
38.1，准备需要高温动态侵蚀实验的2个或4个样品2，在距离样品2顶部15～30mm的位置，使用金刚石线切割机切出2～3条宽度约为1～2mm的第二凹槽，使用纯水超声波清洗干净后，在110℃烘干，待用；
39.2，将高温动态侵蚀实验使用的玻璃处理成玻璃片或玻璃块，使用纯水超声波清洗干净后，在110℃烘干，装满坩埚11；
40.3，降下保温底座16，将装满玻璃的坩埚11放入防护池13内的中心位置；随后将刻有第二凹槽的样品2表面朝外，第二凹槽的位置与搅拌棒1上的第一凹槽4位置平齐，通过铂金丝3缠绕将样品2固定在搅拌棒1的下端；固定好以后，通过观察窗12观察，将带有样品2的搅拌棒1上升至马弗炉15的炉膛顶端，再将带有坩埚11的保温底座16上升至炉体闭合；
41.4，设定程序，开启马弗炉15，先使温度升至玻璃液10的熔化温度并保温一定时间，确保玻璃样品完全熔化后，马弗炉15的温度缓慢降至动态侵蚀实验所需的温度；通过观察窗12的观察，使样品2降低并浸入玻璃液10一定深度后，开始旋转搅拌棒1，搅拌速度缓慢增大，在确保搅拌稳定后，开始计时；
42.5，动态侵蚀实验结束后，停止旋转；在观察窗12观察，使搅拌装棒1上升至样品2底部脱离玻璃液10的液面20～30mm的位置后，观察几分钟，确保样品2底部没粘有玻璃液10后，关闭马弗炉15，使搅拌棒1随马弗炉15冷却。
43.6，冷却至室温后，下降保温底座16，取出坩埚11，卸下样品2；样品2经制样后，利用显微镜、扫描电镜等仪器分析样品2的侵蚀程度。