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HMAS-HT超高溫維氏/洛氏硬度計測控系統(多功能一體化大量程連續變載超高溫原位表征壓痕儀器)為上海研潤自主開發的高溫材料硬度壓痕系統,本系統一套主機能夠實現在1600℃的工作溫度下持續長時間對待測樣品進行加載、保荷、觀察、測試及數據輸出等功能,所有技術參數的表征和數據的輸出均為1600℃下實現。在爐腔溫度≤1700℃,實驗中將整個待測樣品加熱到1600℃時能夠持續力值加載和≤3小時的保荷并在同溫場對圖像進行原位觀察、分析和測量。本系統分三大部分:
1、包含十二大模塊,分為氛圍箱體、循環水冷卻控制系統、計算機控制系統、多傳感器多軸運動控制系統、溫度控制系統、1600℃高溫光學觀察與測試系統、
全溫場大尺寸工件持續工作加熱爐、工件快速更換模組(在1600℃時試樣可在≤100″快速更換)、無限檔位力值連續變載模組(工作溫度在1600℃時可連續加載和長時間保荷)、風冷模組、氣冷模組、1700℃可修復壓針模組等。
2、整個系統具有材料分析與研究功能,分為孔隙率、氣泡、硬度分析、原位金相分析、斷裂韌性、殘余應力、彈性模量以及力-位移-時間實時曲線等。
3、整個運動控制及智能化控制功能,分為無級加載力加載、五軸運動控制、全自動聚焦、一鍵測量、拼圖、導航、超像素算法、安卓平板、遠程通訊等功能。
一、全溫場超高溫原位表征壓痕系統性能特點:
1、1600℃下的超高溫原位表征分析測試;
2、允許φ60mm*60mm的整體加熱到1600℃的超大待測樣品;
3、1600℃下的實時長時間加載及長時間圖像分析測試;
4、無級試驗力加載與實時位移曲線;
5、1600℃時1um精度的運動控制系統;
6、1700℃時可多次修復的壓針;
二、高溫材料研究及應用方向:
1、航空航天、國防領域內的關鍵材料。
2、高溫原位表征涂鍍層材料。
三、超高溫硬度測控系統(多功能一體化大量程連續變載超高溫原位表征壓痕儀器)結構圖:
四、超高溫硬度測控系統技術參數:
1、實現方式:在1600℃時一臺主機能夠完成硬度壓痕、金相、斷裂韌性、殘余應力、彈性模量、氣泡、劃痕等材料原位測試分析;
2、工作箱體:溫度≤50℃恒溫控制;水氧指標<1ppm;
3、循環水冷參數:水冷溫控精度≤±0.3℃;流量≤13L/min;
4、運動控制精度:≤±1um;
5、運動控制分辨率:0.01um;
6、運動控制速度:1um/s~50000um/s;
7、X/Z/Y行程:300*150*50mm;
8、多軸系統符合標準:GJB151B-2013、GJB437、GJB2041;
9、控制盒面板與GUI顯示:12.1寸WIFI物聯增強型觸摸屏;
10、數據交互:PC上位機通信/移動平板通信;
11、電機控制模塊:伺服電機/步進電機;
12、數據采集與反饋:數字傳感器、模擬傳感器、UART、位移傳感器/光柵尺等;
13、通信模塊:可擴展的USB、串口;
14、傳感器分辨率:nN~mN~N可選配;
15、爐腔溫控精度:≤±1℃;
16、爐壁溫控精度:≤±0.3℃;
17、環境溫控精度:≤±3℃;
18、爐腔升溫速率:≤35℃/min;
19、箱體內溫控:整體恒溫,分區溫控;
20、系統放大倍數(21.5英寸顯示器在1600℃時為例):880、1760X;
21、物鏡放大倍數:10、20X;
22、物方視場:800、400um(1600℃時);
23、物鏡通光口徑:≥40mm;
24、各倍率溫度上限:10X為1600℃,20X為1600℃;
25、物鏡光學分辨率:4.2~1.1um;
26、物鏡耐熱性:≤250℃;
27、加熱溫度:極限溫度1750℃;
28、工作溫度:1600℃時不間斷長時間對工件進行保溫、加載、顯微觀察和測量;
29、在1600℃時可放置的測試工件尺寸:≤φ60*60mm;
30、加熱元件:4*進口加熱棒,極限溫度1900℃;
31、額定功率:2KW;
32、升溫速率:≤40℃/min;
33、溫控精度:≤±1℃;
34、溫控方式:智能溫控、溫度曲線、USB和網口;
35、控溫熱電偶:進口熱電偶;
36、樣品測試方式:同一溫度場快速多試樣測試;
37、在1600℃時試樣可在≤100″快速更換;
38、同溫場同試樣的多點持續測試時間:≥3小時;
39、模組承載能力:≤60kg;
40、模組整體耐熱性:≤2100℃;
41、模組高溫力學性能實驗測試環境:≤1800℃;
42、最高工作載荷:≤50kg~1kg...;
43、最高極限載荷:≤60kg~1.2kg...;
44、最低工作載荷:≥500g~1.0g...;
45、最低極限載荷:≥400g~0.1g...;
46、力值加載精度:0.3%FS;
47、力值加載分辨率:0.01%FS;
48、在1600℃時可持續加載、保荷時間:≥3小時;
49、鏡頭及爐表溫度平衡、爐體內部熱氣流方式:180°對沖;
50、腔室內循環氣流溫度:≤50℃;
51、氣氛氛圍:≤99.999%高純氬氣循環清洗;
52、模組模塊惰性氣體對流方式:4組4相;
53、風冷風量:≤4*0.1CFM;
54、風冷模組使用壽命:≤1萬小時;
55、氣冷工作方式:螺旋外循環常溫氣流;
56、氣冷壓力:≤0.2MPa;
57、氣冷介質:凈化大氣;
58、冷卻溫度范圍:35~55℃;
59、冷卻時間:≤5″;
60、壓針尺寸及耐熱性:大于100mm全尺寸1700℃高溫壓針;
61、壓針使用壽命:損壞后多次修復使用,≥100小時/次;
62、壓針工作壽命:在1600℃時能達到不少于3小時的持續加載和保荷;
63、壓針彎曲強度:≥430MPa;
64、壓針斷裂韌性:≥5.8MPa.m?;
65、壓針體積密度:≥3.10g/cm3;
66、壓針熱膨脹系數:≤2.19*10^-6(10~30℃時);
67、壓針熱導率:≥165W/m.K(室溫);
68、整體110mm長壓針燒結溫度:≤2300℃;
五、測試樣圖(氧化鋯陶瓷):