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HF-PJ-1000相变仪说明书

来源: 湘潭华丰仪器制造有限公司

2015/6/30 16:11:57 1582

一、概述

材料相变分析仪采用膨胀法是用于测定金属材料、陶瓷、耐火材料以及其它固体材料,特别是刚玉、耐火材料、精铸用型壳及型芯材料的热膨胀系数,临界温度以及相变分析。为工厂、科研院校检测金属材料、陶瓷、釉料及无机材料制品的性能及科研教学提供*的测试手段。

 

二、技术参数

1、zui高炉温:1000,冷却曲线zui高温度1000

2、升温速度:zui高100/min(室温至1000),降温速率:在通液氧环境条件下:从1000℃降至100℃,平均30/S,(从700降至100℃,平均50/S);在常温冷却气体环境下:从1000降至100℃,平均20/S(与气体压力有关)

3、电源电压:220V±1050HZ

4、zui大功耗≤6KW ,加热方式:远红外加热方式

5、膨胀值测量范围及误差:0--5±0.1%

6、膨胀值指示方式:数字显示

7、膨胀值测量分辨率:1um

三、仪器的组成及简单原理

仪器由传感器装置、电阻炉、小车、基座、电器控制箱五部份组成。电炉升温后炉膛内的试样发生膨胀,顶在试样端部的测试杆产生与之等量的膨胀量(如果不计系统的热变形量的话),这一膨胀量由电感位移传感器及仪表测量出来,并由仪表显示(也可直接由千分表指示出来)。为消除系统热变形量对测试结果的影响,在计算中需加上相应的补偿值才是试样的真实膨胀值。

1、位移传感装置中的测试杆一端顶着试样,一端连着位移传感器的铁芯。试样的另一端顶在固定的试样架档板上。因而试样在此端的自由度被限制了,所以试样的膨胀将引起位移传感器的铁芯相应的位移。测试杆在导支套中移动。

2、采用红外镀钛灯管反射的管式炉。为保证炉管密封材料不致烧损,水冷端盖中通有冷却水。

3、试样装在试样管中固定不动,进出炉膛靠移动炉膛来实现。这样避免了试样受到振动,炉膛装在小车上,小车在基座导轨上移动。

4、电气部分:电气控制原理见附图,电炉采用红外镀钛灯管反射炉。炉温测定采用相应热电偶及温控仪。

 

四、使用与操作

仪器出厂时,各部分已作好调整。使用时只需要按下列程序操作:

1、将基座安放水平,调整电炉的位置,使炉膛与试样管相对运动自如,要防止它们相互发生擦、碰现象。调整、移动电阻炉时一定要缓慢,以防损坏炉膛和试样管。调好后将止动螺钉紧固好,将电炉固定在小车上。再调整定位脚在导轨上的位置,使小车靠住定位脚时,电炉端面至导支套端面距离约为30,然后固紧定位脚。这样就能保证测试时试样处于炉膛均温区之中。

2、导支套之间须注入适量的机油(用粘度尽量小的润滑油,以尽可能减少磨擦阻力)。注入测试杆端部两小孔,使测试杆具有良好的随动性。

3、当测试杆和试样接触后,膨胀值显示可能不指示“零”位,此时可调节微调旋钮,使仪表指示在“零”位。

4、检查各部分的连线,确认各仪表性能正常。

5、电控箱:

1)按电气接线图接好电源、电炉和电偶等连接线。

2)升温控制可仔细阅读配套AI708说明书,利用该控温仪可手动、自动升温,如要求速度较慢,可将输出功率限在30左右,可减少程序升温的超差,如速度跟踪不上,可适当增大输出功率。

3)随着炉温的升高,将试样膨胀变形值,通过电感位移传感器将其变化数值在仪表上指示,或直接在千分表上指示。量程在出厂前已调好,用户一般不要调整。

4)仪器使用完毕,将各开关拨至原位,以免下次开机时造成误动作而损坏仪器。

6、膨胀系数计算方法:

试样升温达到测试温度后,根据记录结果,按下式计算出试样加热至t℃时的线膨胀百分率和平均线膨胀系数:

                                                      LtKt  

线膨胀百分率计算公式:δ=———————×100

                                                             L

                                                        LtKt

平均线膨胀系数计算公式:α=——————

                                Ltto

两公式中:L为试样室温时的长度();

Lt为试样加热至t℃时测得的线变量值(mm)(仪表示值),   Lt数值正负表示试样的膨胀与负膨胀(收缩);

Kt为测试系统t℃时补偿值(mm);

t为试样加热量温度(℃);

t0为试样加热前的室温(℃)。

仪器的补偿值Kt需要用户自己预先测定和计算。求补偿值Kt方法是:1000以下用石英标样;1000以上用高纯刚玉标样作试样,进行升温测试,仪表中数值包含了标样、试样管及测试杆的综合膨胀值。而补偿值Kt应只是试样管及测试杆在相应温度下的综合膨胀值,所以应将标样在相应温度下的膨胀值,从膨胀量中扣除后,剩下的膨胀量即为仪器在相应温度下的补偿Kt。而标样的膨胀系数为已知的话,则Kt可用下列公式求出。即已知αLtLtt0则:

Kt=Lt-α×L×(t-t0

石英标样的膨胀系数取样平均值0.55×10-6/℃;刚玉标样的膨胀系数可在附录表中查到。

例如:求1400时仪器补偿值K1400,用刚玉标样作试样进行升温测试,升温前量得标样长度L=50.1mm,室温t0=20升温至1400,记录△L1400=0.11,在表一中查的1400时刚玉标样的平均线膨胀系数α=8.623×10-6/℃将上述数值代入公式中

K1400=L1400-α×L140020

      =0.11-8.623×10-6× 50.1×(140020=0.408(㎜

 

五、调整与校正

1、膨胀值数字显示方式的调整与校正

①零点:膨胀值采用智能数字式仪表进行显示,应将AI501显示仪表按其说明调整好所需参数和量程。开启仪表电源,并接好各线,所显示不在“0”位,可通过调零旋钮使其回到零点。

②量程校正:

2、升温过程参数调整:

出厂时已对升温过程各参数进行调整,并已锁定。用户若要改变,可以参阅AI810P仪表调校方法说明书。智能仪表相当于一程序给定器,调节参数可任意进行,用户在使用中可以定期对参数进行标定。

六、试样规范及制备

1、试样尺寸

圆柱体Φ610)×50mm)方形体(610)×(610)×50mm

2、试样制备

①型壳材料试样:用模具压制蜡模,按型壳工艺涂挂试样,                                                           脱蜡后在350400℃烧烤保温一小时,去除残余模料,随炉冷却。试样如果需要进行焙烧,可免去烘烤。

②陶芯材料试样:用模具压制陶芯,按陶芯制工艺烧制试样(300保温2小时,500保温1小时,900保温1小时,zui后升温至1150保温2小时,然后随炉冷却。)

③用户可根据自己的工艺要求制作试样。

 

七、安装、保养

1、仪器应安装在稳定的基础上,周围无震动源,机械主机的工作台高度应低于800

2、仪器使用过程中,须用氩气瓶、冷却水,因而要考虑装置的摆放和连接。客户订购的测温在1000以下的仪器及仪器不需要氩气保护。

3、试验完毕后,应及时清洁仪器

 

八、产品成套一览表

规格

  

 

单位

数量

 

机械主机

 

1

1000以上另配刚玉标样壹只.用户可按实际情况将橡皮管剪成六段

 

1

石英标样

Ф8×50

1

技术文件

产品说明书

 

1

控温表说明书

AI708P

1

产品合格证书

 

1

 

九、高纯刚玉标样线膨胀系数

温度(℃)

线膨胀系数(1/℃)

温度(℃)

线膨胀系数(1/℃)

室温20

9.12×10-6

900

6.546×10-6

100

9.18×10-6

1000

6.508×10-6

200

7.28×10-6

1100

7.28×10-6

300

7.92×10-6

1200

7.352×10-6

400

7.88×10-6

1300

7.537×10-6

500

7.042×10-6

1400

7.607×10-6

600

6.742×10-6

1500

7.828×10-6

700

6.72×10-6

1600

8.253×10-6

800

6.64×10-6

1700

8.325×10-6

附:

一、前期准备:

测试主机一台、随机配套测试软件一套、测试仪器一台

 

二、测试软件的安装:

1、将装有测试软件的安装光盘放入光驱中,打开光盘并双击运行.EXE程序文件。

2、在出现在安装窗口中,按照软件提示操作,依次完成软件的完装。

3、软件安装完成后,软件会自动在桌面创建其对应的快捷方式,同时用户也可以自行创建快捷方式图标到桌面。当要启动本测试软件时用户只须双击桌面图标即可启动,同时用户也可以通过在开始菜单中的程序中找到相应的应用程序名称启动程序。

 

三、测试软件主要功能

用户进入系统后,可以完成以下操作(界面如图1):

1 系统补偿值测试。

2 材料热膨胀系数测试,可测材料室温到1000度,不同温度下的膨胀系数,软化点(临界温度)。

3 膨胀法测试材料连续冷却转变曲线

4 仪表控温参数及升降温曲线设置.        

5 实验分析报告

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


1

 

 

 

 

四、测试软件具体操作(以下各步均以仪器准备就绪为前提):

 

 

 

 

 

 

 

 


2

 

1、系统补偿值测试(界面如图2):

此功能主要用于对仪器误差的校正,因为仪器在实验升温的过程中,试样架、位移顶杆本身在温度作用下也会产生一定的位移,造成实验过程中的位移误差,本软件该功能的实现就是用于解决此问题。

具体操作如下:

1) 启动测试软件,进入测试主界面,单击“系统标样补偿值标定实验”按钮,进入系统补偿值测试界面。

2) 在系统补偿值测试界面中,将标样的实际长度数据填入“试样长度”对应的文本框(标样为50MM),单击“开始实验”按钮,系统便开始进行系统补偿值测试。

3) 当测试界面中“试样温度”所对应文本框显示的温度为10001600时(具体温度得看量程、标样选择),此时用户便可以单击“试验结束”按钮,停止仪器工作,完成系统补偿值测试。

4) 此时用户可以通过单击“查看补偿值”按钮来查看仪器在每个温度点的补偿值。如果用户不打算做任何操作,则可以通过单击界面中的“返回”按钮,返回测试主界面,并单击“退出实验”退出测试软件。

   仪器在出厂前已做过了补偿值测试,用户以后可根据实际情况来确定是否要进行补偿值测试。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


3

 

2、膨胀法测材料临界温度测定实验(界面如图3):

此功能为软件进行实验测试模块,用户可以通过运行本模块实现对样品热膨胀系数的测试。具体操作如下:

1) 启动测试软件,进入测试主界面,单击“材料临界温度测定实验(膨胀法)”按钮,进入材料临界温度测定实验界面。

2) 在材料临界温度测定实验界面中,将试样的实际长度数据填入“试样长度”对应的文本框,单击“实验开始”按钮,系统便开始进行材料临界温度测定实验。

3) 当测试软件显示当前温度达到试样实验终止温度,此时用户便可以单击“试验结束”按钮,此时仪器停止工作,测试主机与仪器通讯终止。

4) 此时用户可以通过单击“数据结果输出”按钮来查看打印试样的测试结果,或者单击“数据处理”按钮查看整个测试过程中试样位移与温度的变化曲线。用户在完成操作后,可以通过单击“退出实验”按钮,返回测试主界面(退出前单击“保存数据”保存测试结果)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


4

 

3、膨胀法测试材料连续冷却转变曲线(界面如图4):

此功能为软件进行实验测试模块,用户可以通过运行本模块实现对样品转变温度的测试。具体操作如下:

1) 启动测试软件,进入测试主界面,单击“连续冷却转变曲线测定实验(膨胀法)”按钮,进入材料连续冷却转变曲线测定实验界面。

2) 在材料连续冷却转变曲线测试界面中,将试样的实际长度数据填入“试样长度”对应的文本框,单击“实验开始”按钮,系统便开始进行材料临界温度测定实验。

3) 当测试软件显示当前温度达到试样实验终止温度,此时用户便可以单击“试验结束”按钮,此时仪器停止工作,测试主机与仪器通讯终止。

4) 此时用户可以通过单击“数据结果输出”按钮来查看打印试样的测试结果,或者单击“数据曲线”按钮查看整个测试过程中试样位移与温度的变化曲线(其界面如图5所示)。

5) 用户也可以单击“数据查询”按钮查看整个实验过程中的详细数据,同时还可以单击“输出实验报告(CCT图)”按钮,以实现CCT图报告的输出(其界面如图6所示),用户在完成操作后,可以通过单击“退出实验”按钮,返回测试主界面(退出前单击“保存数据”保存测试结果)。

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