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可視化高溫形變分析技術(shù)在無機(jī)材料領(lǐng)域研究的應(yīng)用

更新時間:2024-12-16    點(diǎn)擊次數(shù):675

一、技術(shù)原理

可視化高溫形變分析技術(shù),采用光學(xué)非接觸法測量材料燒結(jié)過程形變,結(jié)合了高溫光學(xué)成像技術(shù)、高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)和智能圖像計(jì)算處理系統(tǒng),對材料在變溫過程中形狀、尺寸及物態(tài)變化在線實(shí)時觀測,給出直觀、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)及圖形報(bào)告,可計(jì)算出材料的膨脹、收縮、特征溫度點(diǎn)等關(guān)鍵參數(shù)。

二、技術(shù)特點(diǎn)

1. 實(shí)時性:采用光學(xué)可視化的圖形分析手段能夠?qū)崟r觀測樣品在高溫下的形變過程,為研究人員提供及時的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。相比于傳統(tǒng)的“盲燒"方法,可視化的燒結(jié)方式更加省時省力,事半功倍。

2. 準(zhǔn)確性:結(jié)合智能化圖像處理和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),能夠提供直觀、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)及圖形報(bào)告。 

3. 普適性:對于規(guī)則、不規(guī)則形狀、脆弱或是泡沫樣品在燒結(jié)過程中的形變,都能夠無損測試。

4. 多維度:能夠多維度同步分析高度、寬度和面積變化,尤其適合非等比變化和不規(guī)則樣品測試。

5. 多功能:不僅可以觀測形變,還可以分析樣品的尺寸變化、計(jì)算線收縮率、體積收縮率、致密度、熱膨脹系數(shù)等,也可以用于表征燒結(jié)點(diǎn)、軟化點(diǎn)等特征溫度點(diǎn)。有助于全面了解材料的燒結(jié)過程的熱物性能。

 

三、在陶瓷領(lǐng)域的研究應(yīng)用

1、優(yōu)化燒結(jié)工藝:可視化高溫形變技術(shù)可以實(shí)時觀測陶瓷材料在高溫?zé)Y(jié)過程中的形變情況,計(jì)算陶瓷材料收縮率、致密度、表觀活化能等,從而指導(dǎo)優(yōu)化陶瓷燒結(jié)工藝,如燒結(jié)溫度、保溫時間、升溫速率等參數(shù),以達(dá)到最佳的燒結(jié)效果。降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2、新型陶瓷材料研發(fā):在新型陶瓷材料的研發(fā)過程中,可以用于評估材料的熱穩(wěn)定性、體積收縮率和相對密度等關(guān)鍵性能指標(biāo),為材料配方的優(yōu)化和首屆工藝的確定提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

3、研究陶瓷材料與低熔點(diǎn)熔體間的高溫潤濕性:用于觀測熔體與固體陶瓷材料間的高溫潤濕性能、原位熔滲情況等,深入理解熔化、潤濕、熔滲的反應(yīng)機(jī)理,從而改進(jìn)配方或工藝條件來增強(qiáng)性能。尤其適用于熱障涂層、環(huán)境障涂層、功能涂層的研發(fā)。 

 硅熔體與陶瓷涂層高溫潤濕性能

四、在耐火材料領(lǐng)域的研究應(yīng)用

1、耐火材料抗渣性研究:在高溫熔體存在的情況下,耐火材料的損毀經(jīng)常是化學(xué)侵蝕、機(jī)械作用和熱應(yīng)力作用的綜合結(jié)果,需要提高耐火材料的抗熱震性和抗渣性等。利用可視化高溫形變測試技術(shù)可以研究耐材體系的高溫熔渣潤濕和滲透性能,從而改進(jìn)耐材體系的配方,提升抗熱震性和抗渣性等。

SiC陶瓷爐渣腐蝕性能

2、高溫穩(wěn)定性評估:耐火材料需要在高溫環(huán)境下長期使用,因此充分了解并提高其高溫性能至關(guān)重要??梢暬邷匦巫兗夹g(shù)可以實(shí)時觀測耐火材料在高溫下的形變情況,評估其熱穩(wěn)定性、抗蠕變性能等關(guān)鍵性能指標(biāo)。有助于優(yōu)化耐火材料的配方和制備工藝,提高其使用壽命和性能穩(wěn)定性。

五、在金屬材料領(lǐng)域的研究應(yīng)用

1、表征金屬熔化過程特征溫度點(diǎn):金屬材料在高溫環(huán)境下會發(fā)生軟化、熔化、半球化、流動等現(xiàn)象,可視化高溫形變技術(shù)可以原位觀測這些變化發(fā)生的溫度,表征其特征溫度點(diǎn)。

2、分析合金與母材間可焊性:焊接很多現(xiàn)象都與界面潤濕行為相關(guān),尤其是合金、陶瓷等材料的高溫異質(zhì)材料的焊接,在高溫下很難進(jìn)行,高溫下固-液之間的潤濕性對整個焊接體系十分重要。可視化高溫形變分析技術(shù)可以高效、實(shí)時的觀測焊料和基板的潤濕性、可焊性,合理設(shè)計(jì)焊料成分,優(yōu)化焊接工藝參數(shù),提高焊接強(qiáng)度。適用于金屬與金屬之間、金屬與陶瓷之間、玻璃與其他材料等體系。

六、技術(shù)總結(jié)

可視化高溫形變分析技術(shù)對陶瓷、耐火和金屬材料的研究、開發(fā)和生產(chǎn)具有重要指導(dǎo)意義。該技術(shù)不僅能夠?qū)崟r觀測材料在高溫下的形變情況,提供直觀、準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);還能夠?yàn)椴牧系呐浞絻?yōu)化、工藝改進(jìn)和性能評估提供有力支持。

天津中環(huán)電爐股份有限公司可提供可視化高溫形變分析的專業(yè)技術(shù)設(shè)備及測試服務(wù),歡迎咨詢。


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