一种陶瓷片高压热处理装置

摘要

本发明公开了一种陶瓷片定向高压热处理装置，包括：感应加热装置，具有感应加热电源，感应线圈和制冷水，所述感应加热器设有调节阀，用于给模具加热；加压模具，通过上下模座固定在万能试验机上；温度传感器，与所述加压模具相连接；光学应变片与带材侧壁相连；温度PID控制器，与温度传感器和感应加热器上的控制阀相连接，用于接收温度传感器发送的温度信号，并根据接收的温度信号来调节感应加热器参数；压力PID控制器，与应变传感器和万能实验机上的位移控制面板相连接。本发明根据不同材料厚度、保温温度及保压保温时间理所需温度和时间调整感应加热参数和压力，实现厚度方向上单一高压的加压热处理。

主权项

一种陶瓷片高压热处理装置，其特征在于，包括：一试验机，所述试验机包括相对设置的横梁(3)、底座(16)，在底座(16)和横梁(3)之间设有上模(7)、下模(13)，所述上模(7)带有凸台，所述下模(13)带有用于放置陶瓷片(12)的凹槽，在进行热处理时，所述上模(7)在外力作用下朝向所述下模(13)移动，使得上模(7)上的凸台与下模(13)上的凹槽间隙配合，所述陶瓷片(12)的外部形成有一保温罩(19)；一温度传感器(10)，与所述上模(7)相连，用于测量上模(7)端部温度；一感应加热器，用于对所述陶瓷片(12)进行加热；一应变传感器(11)，与陶瓷片(12)相连，用于测量陶瓷片位移变化，并反馈压力值；一应变PID控制器(6)，与所述应变传感器(11)、试验机的控制器相连接，用于根据接收到的所述应变传感器(11)的信号来向试验机的控制器发送控制信号，以使得所述试验机的控制器来控制上模(7)的下行位移；压力调节与厚度应变ε满足如下公式：p＝BEε   (1)式中：模型系数B为常数；p为压力(MPa)；E为陶瓷片弹性模量(MPa)；ε为陶瓷片反馈的应变值；弹性模量E随温度而线性降低，满足如下公式：E＝CT+D     (2)压力调节与厚度应变ε和弹性模量E满足如下公式：p＝B(CT+D)ε    (3)式中：C和D是与材料有关的常数，T为保温温度(℃)；一温度PID控制器，与温度传感器(10)和感应加热器相连接，用于接收温度传感器发送的温度信号，并根据接收的温度信号来调节所述感应加热器的加热温度，使加热温度达到预设温度；加热温度与加热时间t、输入电流I(A)和工作频率f(kHz)满足如下公式：$T_t=\frac{At(1+aI+{\mathrm{bI}}^2)(1+{\mathrm{ce}}^f)}{\rho c}+T_0---\left(4\right)$式中：模型系数A、a、b、c为常数；ρ为实验样品陶瓷片密度(kg/cm³)；c为实验样品陶瓷片比热(J/(kg·℃))；T_t(℃)为加热时间t(s)后样品陶瓷片温度；T₀为初始温度。