材料臨界溫度及(ji)連續冷卻曲線測試(shi)分析儀操作說明

、概述

材料相變分析儀采用膨脹法是(shi)用(yong)于測定金屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)、陶瓷、耐火材(cai)(cai)料(liao)(liao)以及其它(ta)固體材(cai)(cai)料(liao)(liao)，特別是(shi)剛(gang)玉、耐火材(cai)(cai)料(liao)(liao)、精鑄用(yong)型殼及型芯材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)熱膨脹系數，臨界溫(wen)度以及相變分析(xi)。為(wei)工廠、科研院校(xiao)檢(jian)測金屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)、陶瓷、釉料(liao)(liao)及無機材(cai)(cai)料(liao)(liao)制品的(de)(de)性能(neng)及科研教學提供*的(de)(de)測試手(shou)段(duan)。

二、技術參數

1、高爐溫：1000℃，冷卻曲(qu)線高溫(wen)度1000℃

2、升溫速度(du)：高100℃/min（室溫1000℃），降溫速率：在(zai)通液氧環境(jing)條件(jian)下：從1000℃降100℃，平均(jun)30℃/S，（從700℃降100℃，平均50℃/S）；在常(chang)溫(wen)冷卻氣(qi)體環境下：從1000℃降100℃，平(ping)均(jun)20℃/S（與氣體壓力有關）

3、電源電壓：220V±10﹪，50HZ

4、大(da)功耗(hao)≤6KW ，加(jia)熱方式：遠(yuan)紅外(wai)加(jia)熱方式

5、膨脹值測量范圍及誤(wu)差：0--5㎜±0.1%

6、膨(peng)脹值指(zhi)示方式：數字(zi)顯示

7、膨脹值測量分辨率：1um

三(san)、儀器的組成及簡(jian)單原理

儀(yi)器(qi)由(you)(you)傳感器(qi)裝置(zhi)、電阻(zu)爐、小(xiao)車、基座、電器(qi)控制箱五(wu)部份組成。電爐升溫后爐膛內的(de)(de)試樣發(fa)生(sheng)(sheng)膨脹，頂在試樣端部的(de)(de)測(ce)試桿產生(sheng)(sheng)與(yu)之(zhi)等量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)膨脹量(liang)(liang)(liang)(liang)（如果(guo)不計(ji)系統的(de)(de)熱變形(xing)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)話），這(zhe)膨脹量(liang)(liang)(liang)(liang)由(you)(you)電感位移(yi)傳感器(qi)及儀(yi)表測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)出來，并由(you)(you)儀(yi)表顯示（也可(ke)直接由(you)(you)千分(fen)表指(zhi)示出來）。為消除系統熱變形(xing)量(liang)(liang)(liang)(liang)對測(ce)試結果(guo)的(de)(de)影響，在計(ji)算(suan)中需加上相應的(de)(de)補償(chang)值才是(shi)試樣的(de)(de)真(zhen)實(shi)膨脹值。

1、位(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)裝置中(zhong)的(de)(de)測(ce)試(shi)桿(gan)端頂著試(shi)樣(yang)(yang)，端連著位(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)鐵(tie)芯。試(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)另(ling)端頂在固(gu)定的(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)架(jia)檔(dang)板上(shang)。因而試(shi)樣(yang)(yang)在此端的(de)(de)自由(you)度被(bei)限(xian)制了，所以試(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)膨脹(zhang)將引(yin)起位(wei)移(yi)(yi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)鐵(tie)芯相(xiang)應的(de)(de)位(wei)移(yi)(yi)。測(ce)試(shi)桿(gan)在導支套中(zhong)移(yi)(yi)動。

2、采用紅(hong)外鍍鈦燈(deng)管(guan)反射的(de)管(guan)式爐。為(wei)保證爐管(guan)密封材料不致燒損，水(shui)冷端蓋中(zhong)通有冷卻(que)水(shui)。

3、試(shi)樣裝在試(shi)樣管(guan)中(zhong)固定不動(dong)(dong)，進出爐(lu)膛(tang)靠移(yi)動(dong)(dong)爐(lu)膛(tang)來(lai)實現。這樣避免了試(shi)樣受到振動(dong)(dong)，爐(lu)膛(tang)裝在小(xiao)車上(shang)，小(xiao)車在基座導軌上(shang)移(yi)動(dong)(dong)。

4、電(dian)氣(qi)部(bu)分：電(dian)氣(qi)控制原理見附圖，電(dian)爐采(cai)用紅(hong)外鍍鈦燈管反射爐。爐溫(wen)測定采(cai)用相應熱電(dian)偶及溫(wen)控儀(yi)。

四、使用與操作(zuo)

儀器出廠時，各部分已作好調整。使用時只需(xu)要按下列程序操(cao)作：

1、將基座安放水平，調(diao)(diao)整(zheng)電(dian)爐(lu)的(de)位(wei)置，使爐(lu)膛與試樣(yang)管(guan)相(xiang)對運動自如，要(yao)防止(zhi)它們相(xiang)互發生擦、碰現(xian)象。調(diao)(diao)整(zheng)、移動電(dian)阻爐(lu)時(shi)定要(yao)緩慢，以(yi)防損壞爐(lu)膛和試樣(yang)管(guan)。調(diao)(diao)好(hao)后(hou)將止(zhi)動螺釘緊固好(hao)，將電(dian)爐(lu)固定在小車上。再調(diao)(diao)整(zheng)定位(wei)腳(jiao)在導軌(gui)上的(de)位(wei)置，使小車靠(kao)住定位(wei)腳(jiao)時(shi)，電(dian)爐(lu)端面導支套端面距離約(yue)為30㎜，然后(hou)固緊(jin)定位腳。這樣就能保證測(ce)試(shi)時試(shi)樣處于爐(lu)膛(tang)均溫區之中(zhong)。

2、導支套(tao)之(zhi)間(jian)須注(zhu)入適量的(de)(de)機油(you)（用粘(zhan)度盡量小的(de)(de)潤滑油(you)，以盡可能(neng)減(jian)少磨擦阻力）。注(zhu)入測(ce)試桿端部兩(liang)小孔，使測(ce)試桿具有良好的(de)(de)隨動性。

3、當測試桿和試樣接觸(chu)后，膨脹值(zhi)顯示可能不(bu)指示“零(ling)”位，此時可調(diao)節微調(diao)旋鈕(niu)，使儀表指示在“零(ling)”位。

4、檢查各部分的連線，確認各儀表性能正常。

5、電控箱：

（1）按電(dian)氣(qi)接線(xian)圖接好電(dian)源(yuan)、電(dian)爐和電(dian)偶(ou)等連接線(xian)。

（2）升溫控(kong)制可(ke)仔細閱讀配套AI708說明書(shu)，利用該控(kong)溫儀(yi)可手動(dong)、自(zi)動(dong)升(sheng)溫，如要求速度較(jiao)慢，可將輸出功(gong)率限(xian)在30左(zuo)右，可減少程序升溫的(de)超差(cha)，如速(su)度跟蹤不上，可適(shi)當增大輸(shu)出功率。

（3）隨著爐溫的升高(gao)，將試樣膨(peng)脹變形值，通過電感位移傳(chuan)感器將其(qi)變化數值在儀(yi)表上(shang)指示，或(huo)直接在千分表上(shang)指示。量程在出廠前已調好，用(yong)戶般不要調整(zheng)。

（4）儀器使用完畢，將(jiang)各開關撥(bo)原位，以免(mian)下次開機(ji)時造(zao)成誤動作(zuo)而(er)損壞儀器。

6、膨脹(zhang)系數計算方法：

試(shi)(shi)樣升溫達到測(ce)試(shi)(shi)溫度后(hou)，根據記(ji)錄結(jie)果，按下(xia)式計算出(chu)試(shi)(shi)樣加熱(re)t℃時的線(xian)膨脹百分率和平均(jun)線(xian)膨脹系(xi)數(shu)：

                                                      △L_t－K_t  

線膨脹(zhang)百分率計算(suan)公式(shi)：δ=———————×100﹪

                     ;                                        L

                                                        △L_t－K_t

平(ping)均線膨脹(zhang)系數計(ji)算公式：α=——————

                                L（t－to）

兩公(gong)式中：L為試樣室溫時的長度（㎜）；

△L_t為試樣加熱t℃時測得的線變量(liang)值（mm）（儀表示(shi)值(zhi)），   △L_t數(shu)值(zhi)正(zheng)負表示試(shi)樣(yang)的膨脹與負膨脹（收縮）；

K_t為測試系(xi)統t℃時補償值(zhi)（mm）；

t為試樣加熱量溫(wen)度（℃）；

t₀為試樣加熱(re)前的(de)室(shi)溫（℃）。

儀器的補償值K_t需要用戶自己預先測定和計算。求補償值K_t方法是(shi)：1000℃以下用石英標樣；1000℃以上用高純剛玉(yu)標(biao)樣(yang)作試樣(yang)，進行升(sheng)溫測試，儀表中數(shu)值(zhi)(zhi)包(bao)含了標(biao)樣(yang)、試樣(yang)管及(ji)測試桿(gan)的(de)綜合膨脹值(zhi)(zhi)。而補(bu)償值(zhi)(zhi)K_t應只是(shi)試(shi)樣管及(ji)測試(shi)桿(gan)在相(xiang)應溫度下(xia)(xia)的(de)綜合膨(peng)(peng)脹值，所以應將標樣在相(xiang)應溫度下(xia)(xia)的(de)膨(peng)(peng)脹值，從膨(peng)(peng)脹量中扣除(chu)后，剩下(xia)(xia)的(de)膨(peng)(peng)脹量即為(wei)儀器在相(xiang)應溫度下(xia)(xia)的(de)補償K_t。而標樣的膨(peng)脹系數為已知的話，則K_t可用(yong)下列公式求出。即已知α_標、L_t標、L_標(biao)、t、t₀則：

K_t=△L_t標-α_標×L_標×（t-t₀）

石英標樣的(de)膨脹系數取(qu)樣平均值0.55×10^-6/℃；剛玉標樣的膨脹系數可(ke)在附錄(lu)表中查(cha)到。

例(li)如：求1400℃時儀器補償值K₁₄₀₀，用剛玉標(biao)樣作試(shi)(shi)樣進行升溫測(ce)試(shi)(shi)，升溫前量得標(biao)樣長度L_標=50.1mm，室溫t₀=20℃升溫1400℃時,記錄(lu)△L_1400標=0.11㎜，在表中查的1400℃時(shi)剛玉(yu)標樣的平均線膨脹系數(shu)α_標=8.623×10^-6/℃將上述(shu)數值(zhi)代入公(gong)式(shi)中

K₁₄₀₀=△L_1400標-α_標×L_標（1400－20）

      =0.11-8.623×10^-6× 50.1×（1400－20）=－0.408（㎜）

五、調整與校正

1、膨(peng)脹值數字顯示方式的調整與校正

①零點：膨脹值(zhi)采用智能數(shu)字式(shi)儀表(biao)進行(xing)顯(xian)示(shi)，應將AI501顯示儀(yi)表按(an)其說明調整好(hao)(hao)所需參數和量程。開(kai)啟儀(yi)表電源，并接(jie)好(hao)(hao)各(ge)線，所顯示不(bu)在“0”位，可通(tong)過調(diao)零(ling)旋鈕(niu)使(shi)其回到零(ling)點。

②量程校(xiao)正：

2、升溫過程(cheng)參數調整：

出(chu)廠時已對升溫過程各參數進行調整，并(bing)已鎖定。用戶若(ruo)要(yao)改變，可以(yi)參閱AI810P儀(yi)表(biao)調校方法說明書(shu)。智能儀(yi)表(biao)相當(dang)于程序給定(ding)器，調節參數可任意進行，用戶(hu)在使(shi)用中可以定(ding)期(qi)對參數進行標定(ding)。

六、試(shi)樣(yang)規范及(ji)制備(bei)

1、試樣尺寸

圓柱體(ti)Φ（6～10）×50（mm）方形體（6～10）×（6～10）×50（mm）

2、試樣制備

①型殼(ke)材(cai)料試樣：用模具(ju)壓制(zhi)蠟模，按(an)型殼(ke)工藝涂掛(gua)試樣，                                                           脫蠟后在350～400℃燒烤(kao)(kao)保溫小(xiao)時，去除殘余模料，隨(sui)爐(lu)冷卻。試樣如果需要進行(xing)焙燒，可免去烘烤(kao)(kao)。

②陶芯材(cai)料試樣：用模具壓制(zhi)陶芯，按(an)陶芯制(zhi)工(gong)藝(yi)燒制(zhi)試樣（300℃保溫2小時(shi)，500℃保溫1小時，900℃保溫1小(xiao)時，后升溫1150℃保(bao)溫2小時，然后隨爐冷(leng)卻。）

③用戶可根據自己的工(gong)藝(yi)要求制作試樣。

七、安裝、保養

1、儀器應安裝在穩定(ding)的基(ji)礎上，周圍無(wu)震動源，機(ji)械主機(ji)的工作(zuo)臺高度(du)應低于800㎜。

2、儀器使用(yong)過(guo)程中，須用(yong)氬氣瓶、冷卻水，因(yin)而要考(kao)慮(lv)裝置的擺放和連接。用(yong)戶訂購的測溫在(zai)1000℃以下的儀器及儀器不需要(yao)氬氣保護(hu)。

3、試驗完畢(bi)后，應及時清潔(jie)儀器(qi)。

八(ba)、產(chan)品(pin)成套覽表

九、高純(chun)剛(gang)玉標樣線膨脹系數