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可視化高溫形變分析技術(shù)在無(wú)機材料領(lǐng)域研究的應用

更新時(shí)間:2024-12-16    點(diǎn)擊次數:353

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過(guò)程形變,結合了高溫光學(xué)成像技術(shù)、高溫熱處理技術(shù)和智能圖像計算處理系統,對材料在變溫過(guò)程中形狀、尺寸及物態(tài)變化在線(xiàn)實(shí)時(shí)觀(guān)測,給出直觀(guān)、準確的數據及圖形報告,可計算出材料的膨脹、收縮、特征溫度點(diǎn)等關(guān)鍵參數。

二、技術(shù)特點(diǎn)

1. 實(shí)時(shí)性:采用光學(xué)可視化的圖形分析手段能夠實(shí)時(shí)觀(guān)測樣品在高溫下的形變過(guò)程,為研究人員提供及時(shí)的實(shí)驗數據。相比于傳統的“盲燒"方法,可視化的燒結方式更加省時(shí)省力,事半功倍。

2. 準確性:結合智能化圖像處理和數據分析系統,能夠提供直觀(guān)、準確的數據及圖形報告。 

3. 普適性:對于規則、不規則形狀、脆弱或是泡沫樣品在燒結過(guò)程中的形變,都能夠無(wú)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則樣品測試。

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

 

三、在陶瓷領(lǐng)域的研究應用

1、優(yōu)化燒結工藝:可視化高溫形變技術(shù)可以實(shí)時(shí)觀(guān)測陶瓷材料在高溫燒結過(guò)程中的形變情況,計算陶瓷材料收縮率、致密度、表觀(guān)活化能等,從而指導優(yōu)化陶瓷燒結工藝,如燒結溫度、保溫時(shí)間、升溫速率等參數,以達到最佳的燒結效果。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(guò)程中,可以用于評估材料的熱穩定性、體積收縮率和相對密度等關(guān)鍵性能指標,為材料配方的優(yōu)化和首屆工藝的確定提供實(shí)驗依據。

3、研究陶瓷材料與低熔點(diǎn)熔體間的高溫潤濕性:用于觀(guān)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、熔滲的反應機理,從而改進(jìn)配方或工藝條件來(lái)增強性能。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、機械作用和熱應力作用的綜合結果,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、高溫穩定性評估:耐火材料需要在高溫環(huán)境下長(cháng)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(shí)觀(guān)測耐火材料在高溫下的形變情況,評估其熱穩定性、抗蠕變性能等關(guān)鍵性能指標。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定性。

五、在金屬材料領(lǐng)域的研究應用

1、表征金屬熔化過(guò)程特征溫度點(diǎn):金屬材料在高溫環(huán)境下會(huì )發(fā)生軟化、熔化、半球化、流動(dòng)等現象,可視化高溫形變技術(shù)可以原位觀(guān)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(gè)焊接體系十分重要??梢暬邷匦巫兎治黾夹g(shù)可以高效、實(shí)時(shí)的觀(guān)測焊料和基板的潤濕性、可焊性,合理設計焊料成分,優(yōu)化焊接工藝參數,提高焊接強度。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

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(kāi)發(fā)和生產(chǎn)具有重要指導意義。該技術(shù)不僅能夠實(shí)時(shí)觀(guān)測材料在高溫下的形變情況,提供直觀(guān)、準確的實(shí)驗數據;還能夠為材料的配方優(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(zhuān)業(yè)技術(shù)設備及測試服務(wù),歡迎咨詢(xún)。


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