CN110686967B - 一种陶瓷基小复合材料高温氧化炉内夹持装置与测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种陶瓷基小复合材料高温氧化炉内夹持装置与测试方法，包括用于夹持测试试样的漏斗形试样夹具、下夹头、夹块、上夹头、试验机夹具以及安装装置，测试试样由上至下分为上夹持段、中间段和下夹持段，其中，测试试样上夹持段通过耐高温无机胶与上夹头固定，上夹头被试验机夹具夹持，测试试样下夹持段通过耐高温无机胶与下夹头固定，下夹头被试验机夹具夹持，测试试样中间段能完全处于高温炉均热区内，本发明解决了陶瓷基小复合材料在高温及超高温环境下的炉内夹持问题，将材料测试中间段完全处于高温炉均热区内，可以准确测试陶瓷基小复合材料下在高温及超高温环境下的蠕变寿命。

Description

一种陶瓷基小复合材料高温氧化炉内夹持装置与测试方法

技术领域

本发明属于材料性能检测的技术领域，具体的说，涉及一种陶瓷基小复合材料高温氧化炉内夹持装置与测试方法。

背景技术

陶瓷基小复合材料由一束连续纤维外侧沉积或渗透一层陶瓷基体组成。由于其结构形式简单、尺寸细小等优点，常被用于研究单向陶瓷基复合材料在高温拉伸蠕变载荷下的失效机理。在高温拉伸蠕变载荷下，陶瓷基小复合材料的夹持是一个首先需要被解决的问题。由于陶瓷基小复合材料通常呈截面形状不规则的棒状，横截面积小于2mm2，拉伸失效载荷小于500N，且弯曲和压缩强度很低。而高温炉温度最高可达1600℃，如何在极端高温环境下保证陶瓷基小复合材料的有效夹持是一个很大的难题。

针对上述问题，通常采用高温AB胶将长度大于高温炉高度的陶瓷基小复合材料两端粘贴于高温合金或陶瓷加强片上，然而高温炉高度至少为80mm，其炉内均热区高度只有10mm左右，采用上述炉外夹持的方式，陶瓷基小复合材料的长度至少为100mm，而其直径小于1mm，长径比过大，导致材料很容易在安装时发生失效。此外，由于高温炉均热区高度只有材料长度的1/8，而从高温炉均热区到炉口位置，温度逐渐下降，因此材料从均热段到夹持端处于一个较大的温度梯度下，而如此获得的材料在某一温度下的蠕变强度和蠕变寿命是不准确的，因此必须缩短试验件长度，使得材料处于高温炉的均热区下。

现有技术中，中国专利CN110044692A《一种用于脆性材料平板试件的高温拉伸试验夹具》中公开的拉伸夹具只能适用于夹持端为燕尾形的板材试样在低于1000℃高温环境下的炉外夹持，不适用于陶瓷基小复合材料的高温炉内夹持。中国专利CN108760469A《一种陶瓷基复合材料榫连接结构高温强度测试试验装置及试验方法》公开的拉伸强度测试装置只适用于陶瓷基复合材料的榫连接结构件，不适用于陶瓷基小复合材料的夹持。中国专利CN104330314A《用于超高温陶瓷高温直接拉伸强度测试装置的装夹机构》公开的装置采用耐高温钼丝柔锁缠绕在试验件一端，对柔锁进行拉伸，但由于陶瓷基小复合材料非常细小且强度低，不能采用这种方式进行拉伸。专利CN206696083U《一种高温拉伸试验夹具》提供了一种适用于高温、超高温环境下的拉伸强度测试装置，该装置采用炉内夹持的方式对材料进行拉伸，但该装置只适用于两端成燕尾形的板材试样且结构复杂，不适用于陶瓷基小复合材料的高温炉内夹持。

发明内容

针对背景技术中提到的问题，本发明提出了一种结构简单并可以同时满足高温、超高温环境下对陶瓷基小复合材料进行高温炉内夹持的装置与测试方法，实现对陶瓷基小复合材料蠕变强度与蠕变寿命的精确测量。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种陶瓷基小复合材料高温氧化炉内夹持装置，其中：包括用于夹持测试试样的漏斗形试样夹具、下夹头、夹块、上夹头、试验机夹具以及安装装置，其中，测试试样为杆状陶瓷基小复合材料试样，测试试样由上至下分为上夹持段、中间段和下夹持段，漏斗形试样夹具包括结构相同的上漏斗形试样夹具和下漏斗形试样夹具，上漏斗形试样夹具和下漏斗形试样夹具均包括漏斗头和圆管，漏斗头一端为窄端，一端为宽端，其中，宽端直径大于窄端直径，漏斗头的窄端与圆管的一端固定连接，漏斗头窄端内部开有圆柱形半通孔且圆柱形半通孔孔直径与圆管内径一致，测试试样两端分别从上漏斗形试样夹具和下漏斗形试样夹具的圆管插入至圆柱形半通孔固定，下夹头上部开有锥形限位部，锥形限位部内设置有上端开口的锥形腔，锥形腔上端直径小，下端直径大，且锥形腔的上端开口直径小于漏斗头的宽端直径，大于漏斗头的窄端直径，锥形腔的下端直径大于漏斗头的宽端直径，锥形限位部的侧面开设有侧槽，漏斗头能从侧槽插入至锥形腔中，夹块为左右两块半夹体，这两个半夹体左右对接后形成夹块，夹块外表面为螺纹状，夹块内部设置有与漏斗头相适应的漏斗形夹槽，漏斗头能卡在漏斗形夹槽中定位，夹块下表面设置有定位结构，上夹头下端开有圆柱形半通螺纹孔，圆柱形半通螺纹孔与夹块外表面通过螺纹连接，上夹头上端部内部开有通气孔，通气孔贯通圆柱形半通螺纹孔和上夹头上表面，试验机夹具包括试验机上夹具和试验机下夹具，试验机上夹具能夹持在上夹头上端，试验机下夹具能加持在下夹头下端，且试验机上夹具和试验机下夹具能对上夹头和下夹头进行拉伸，安装装置包括作动台、基座、立柱、垂直标定杆、垂直悬挂装置，作动台为能上下前后的移动的控制台体，基座固定在作动台上，立柱竖直地固定在基座上，垂直标定杆包括环套、水平杆和竖直杆，水平杆一端与环套固定连接，环套套在立柱上固定，竖直杆与水平杆另一端固定连接，环套能在立柱上水平转动，从而使水平杆和竖直杆绕着立柱旋转，竖直杆具有上下贯通的杆腔，竖直杆侧面开有通槽，测试试样的中间段能从通槽插入杆腔中，垂直悬挂装置包括螺纹杆、固定框、横梁以及悬挂框，固定框套在立柱上，能沿着立柱的上下移动，螺纹杆旋在固定框上，当螺纹杆旋紧固定框时，固定框与立柱固定连接，横梁的一端与固定框固定连接，横梁的另一端与悬挂框固定连接，悬挂框上设有与漏斗头形状相适应的上下贯通的悬挂槽，悬挂框侧面开有通孔，通孔与悬挂槽连通，上漏斗形试样夹具能从通孔横插入悬挂框中悬挂，悬挂框上端设置有锁定结构，锁定结构与夹块下表面的定位结构相适配，锁定结构能与定位结构相互锁合，使悬挂框与夹块固定连接。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的漏斗形试样夹具通过耐高温无机胶与测试试样粘结在一起，耐高温无机胶在1700℃下剪切强度大于0.5Mpa。

上述的夹块的两块半夹体相对的一面设置有能相互锁合的锁定凸起与锁定槽，半夹体通过锁定凸起与锁定槽相互锁定组合成夹块。

上述的定位结构包括一个长方体状定位槽和一个扇状定位槽，长方体状定位槽和扇状定位槽对称地设置在夹块下表面，相应的，锁定结构包括一个长方体状定位凸起和一个扇状定位凸起，长方体状定位凸起与长方体状定位槽位置和形状相对应，扇状定位凸起与扇状定位槽位置和形状相对应，长方体状定位凸起能插入长方体状定位槽中、扇状定位凸起能插入扇状定位槽中，使悬挂框与夹块固定连接。

上述的漏斗形试样夹具和夹块为氧化锆或氧化铝材料加工而成；试验机夹具为水冷夹具。

上述的竖直杆配合有三根橡皮筋，这三根橡皮筋分别缠绕在竖直杆的上中下三部分，将测试试样中间段固定在竖直杆杆腔内。

陶瓷基小复合材料高温氧化炉内拉伸测试方法：包括以下步骤：

步骤一、调配好耐高温无机胶，将上漏斗形试样夹具的圆管朝上，将耐高温无机胶通过细小铁丝挑入上漏斗形试样夹具的圆管内，直至耐高温无机胶即将溢出上漏斗形试样夹具的圆管；

步骤二、将测试试样的上夹持段外表面均匀涂抹上耐高温无机胶，垂直插入上漏斗形试样夹具的圆管内，旋转竖直杆将测试试样中间段通过通槽进入杆腔内，采用橡皮筋分别缠绕在竖直杆的上中下三部分，将测试试样中间段固定在杆腔内；

步骤三、将安装装置移动到烘箱内，设定烘箱加热温度为80℃，固化4小时，待烘箱降到室温后取出安装装置；

步骤四、取下竖直杆上的橡皮筋，旋转竖直杆使其与测试试样中间段脱开，将上漏斗形试样夹具的漏斗头悬挂到悬挂框内，将下漏斗形试样夹具的圆管朝上，将耐高温无机胶通过细小铁丝挑入下漏斗形试样夹具的圆管内，直至耐高温无机胶即将溢出下漏斗形试样夹具的圆管；将测试试样下夹持段均匀涂抹上耐高温无机胶，放松螺纹杆，使悬挂框竖直下降，调整下漏斗形试样夹具的高度，使得测试试样下夹持段垂直插入下漏斗形试样夹具的圆管内，旋转竖直杆将测试试样中间段卡在杆腔内，采用三根橡皮筋分别缠绕在竖直杆的上中下三部分，将测试试样中间段固定在杆腔内；

步骤五、将安装装置移动到烘箱内，设定烘箱加热温度为80℃，固化4小时，待烘箱降到室温后取出安装装置；

步骤六、向上移动上漏斗形试样夹具，将左右两块半夹体合抱在上漏斗形试样夹具的漏斗头外，左右两块半夹体相互锁合组成夹块，夹块下端面的长方体状定位槽、扇状定位槽分别安装在悬挂框上端面的长方体状定位凸起和扇状定位凸起上，使上漏斗形试样夹具卡在夹块内；

步骤七、将上夹头安装到夹块上，将下夹头安装到试验机下夹具上并夹紧，调整作动台位置，将下漏斗形试样夹具的漏斗头从下夹头侧面塞进锥形限位部内，保持漏斗头在锥形限位部内悬空；

步骤八、调整试验机，使试验机上夹具夹紧上夹头，缓慢下调试验机下夹具的高度，使得下漏斗形试样夹具的漏斗头与下夹头的侧壁轻轻接触，漏斗头与下夹头的侧壁保持轻微的拉力载荷；

步骤九、将测试试样的中间段、部分上夹头的圆管和部分下夹头的圆管置于高温炉中，关上高温炉炉门，使得测试试样中间段与高温炉均热段保持一致，打开高温炉的水循环，对高温炉抽真空，加热到指定温度，保温，试验机加载到一定的拉伸载荷水平，保持载荷不变，使得测试试样在轴向上均匀受力的情况下蠕变，直至断裂，在此过程中记录测试试样的负荷拉力和相应的位移。

步骤八中，漏斗头与下夹头的侧壁之间轻微的拉力载荷为5N-10N。

本发明的技术效果是：

1、本发明提供的一种陶瓷基小复合材料高温炉内夹持装置与测试方法，设计了一整套固定结构，解决了陶瓷基小复合材料在高温及超高温环境下的炉内夹持问题，将材料测试中间段完全处于高温炉均热区内，可以准确测试陶瓷基小复合材料下在高温及超高温环境下的蠕变寿命；

2.本发明提供的炉内夹持装置的炉内部分均采用耐高温、抗氧化的氧化铝或氧化锆和耐高温无机胶制成，不仅适用于高温/超高温无氧环境下的蠕变测试，也适用于高温/超高温氧化环境的蠕变测试；

3、本发明提供的一种陶瓷基小复合材料高温炉内夹持装置与测试方法与炉外夹持方法相比，大大减小了陶瓷基小复合材料的长度，节省了大量的人力物力。

附图说明

图1是高温炉内夹持装置结构示意图；

图2是测试试样结构示意图；

图3是漏斗形试样夹具结构示意图；

图4是下夹头结构示意图；

图5是夹块结构示意图；

图6是上夹头结构示意图；

图7是安装装置结构示意图；

图8是垂直标定杆结构示意图；

图9是垂直悬挂装置结构示意图。

附图标记为：测试试样1、漏斗形试样夹具2、下夹头3、夹块4、上夹头5、试验机夹具6、安装装置7、上漏斗形试样夹具8、下漏斗形试样夹具9、耐高温无机胶10、试验机上夹具11、试验机下夹具12、上夹持段13、下夹持段14、中间段15、漏斗头16、圆管17、圆柱形半通孔18、锥形限位部19、锁定凸起20、锁定槽21、长方体状定位槽22、扇状定位槽23、圆柱形半通螺纹孔24、作动台25、基座26、立柱27、垂直标定杆28、垂直悬挂装置29、环套30、水平杆31、竖直杆32、通槽33、螺纹杆34、固定框35、横梁36、悬挂框37、通孔38、长方体状定位凸起39、扇状定位凸起40、橡皮筋41、高温炉42。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

如图1所示，本发明的一种陶瓷基小复合材料高温氧化炉内夹持装置，其中：包括用于夹持测试试样1的漏斗形试样夹具2、下夹头3、夹块4、上夹头5、试验机夹具6以及安装装置7，测试试样1为杆状陶瓷基小复合材料试样，

进一步参照图2-7，测试试样1通过记号笔做两道标记线，将测试试样1由上至下分为上夹持段13、中间段15和下夹持段14，漏斗形试样夹具2包括结构相同的上漏斗形试样夹具8和下漏斗形试样夹具9，上漏斗形试样夹具8和下漏斗形试样夹具9均包括漏斗头16和圆管17，漏斗头16一端为窄端，一端为宽端，其中，宽端直径大于窄端直径，漏斗头16的窄端与圆管17的一端固定连接，漏斗头16窄端内部开有圆柱形半通孔18且圆柱形半通孔18孔直径与圆管17内径一致，测试试样1两端分别从上漏斗形试样夹具8和下漏斗形试样夹具9的圆管17插入至圆柱形半通孔18固定，下夹头3上部开有锥形限位部19，锥形限位部19内设置有上端开口的锥形腔，锥形腔上端直径小，下端直径大，且锥形腔的上端开口直径小于漏斗头16的宽端直径，大于漏斗头16的窄端直径，锥形腔的下端直径大于漏斗头16的宽端直径，锥形限位部19的侧面开设有侧槽，漏斗头16能从侧槽插入至锥形腔中，夹块4为左右两块半夹体，这两个半夹体左右对接后形成夹块4，夹块4外表面为螺纹状，夹块4内部设置有与漏斗头16相适应的漏斗形夹槽，漏斗头16能卡在漏斗形夹槽中定位，夹块4下表面设置有定位结构，上夹头5下端开有圆柱形半通螺纹孔24，圆柱形半通螺纹孔24与夹块4外表面通过螺纹连接，上夹头5上端部内部开有通气孔，通气孔贯通圆柱形半通螺纹孔24和上夹头5上表面，通气孔用于防止内部空气热膨胀对滑块造成挤压；试验机夹具6包括试验机上夹具11和试验机下夹具12，试验机上夹具11能夹持在上夹头5上端，试验机下夹具12能加持在下夹头3下端，且试验机上夹具11和试验机下夹具12能对上夹头5和下夹头3进行拉伸，安装装置7包括作动台25、基座26、立柱27、垂直标定杆28、垂直悬挂装置29，作动台25为能上下前后的移动的控制台体，基座26固定在作动台25上，立柱27竖直地固定在基座26上，垂直标定杆28包括环套30、水平杆31和竖直杆32，水平杆31一端与环套30固定连接，环套30套在立柱27上固定，竖直杆32与水平杆31另一端固定连接，环套30能在立柱27上水平转动，从而使水平杆31和竖直杆32绕着立柱27旋转，竖直杆32具有上下贯通的杆腔，竖直杆32侧面开有通槽33，测试试样1的中间段15能从通槽33插入杆腔中，垂直悬挂装置29包括螺纹杆34、固定框35、横梁36以及悬挂框37，固定框35套在立柱27上，能沿着立柱27的上下移动，螺纹杆34旋在固定框35上，当螺纹杆34旋紧固定框35时，固定框35与立柱27固定连接，横梁36的一端与固定框35固定连接，横梁36的另一端与悬挂框37固定连接，悬挂框37上设有与漏斗头16形状相适应的上下贯通的悬挂槽，悬挂框37侧面开有通孔38，通孔38与悬挂槽连通，上漏斗形试样夹具8能从通孔38横插入悬挂框37中悬挂，悬挂框37上端设置有锁定结构，锁定结构与夹块4下表面的定位结构相适配，锁定结构能与定位结构相互锁合，使悬挂框37与夹块4固定连接。

实施例中，漏斗形试样夹具2通过耐高温无机胶10与测试试样1粘结在一起，耐高温无机胶10在1700℃下剪切强度大于0.5Mpa。

实施例中，夹块4的两块半夹体相对的一面设置有能相互锁合的锁定凸起20与锁定槽21，半夹体通过锁定凸起20与锁定槽21相互锁定组合成夹块4。

实施例中，定位结构包括一个长方体状定位槽22和一个扇状定位槽23，长方体状定位槽22和扇状定位槽23对称地设置在夹块4下表面，相应的，锁定结构包括一个长方体状定位凸起39和一个扇状定位凸起40，长方体状定位凸起39与长方体状定位槽22位置和形状相对应，扇状定位凸起40与扇状定位槽23位置和形状相对应，长方体状定位凸起39能插入长方体状定位槽22中、扇状定位凸起40能插入扇状定位槽23中，使悬挂框37与夹块4固定连接。

实施例中，漏斗形试样夹具2和夹块4为氧化锆或氧化铝材料加工而成；试验机夹具6为水冷夹具。

实施例中，竖直杆32配合有三根橡皮筋41，这三根橡皮筋41分别缠绕在竖直杆32的上中下三部分，将测试试样中间段15固定在竖直杆32杆腔内。

本发明提供的炉内夹持装置不仅适用于陶瓷基小复合材料高温蠕变试验的夹持，也适用于陶瓷基小复合材料拉伸强度测试的夹持。

以SiC/SiC小复合材料为例，测试SiC/SiC小复合材料材料在1500℃高温环境下的蠕变寿命。试验机夹具6为水冷夹具，上夹头5、下夹头3、夹块4材料为氧化铝或氧化锆，高温无机胶10为J-244耐高温无机胶粘剂，可在1700℃高温下保持大于0.5MPa的粘结强度，

SiC/SiC小复合材料高温氧化炉内拉伸测试方法：包括以下步骤：

步骤一、调配好耐高温无机胶10，将上漏斗形试样夹具8的圆管17朝上，将耐高温无机胶10通过细小铁丝挑入上漏斗形试样夹具8的圆管17内，直至耐高温无机胶10即将溢出上漏斗形试样夹具8的圆管17；

步骤二、将测试试样1的上夹持段13外表面均匀涂抹上耐高温无机胶10，垂直插入上漏斗形试样夹具8的圆管17内，旋转竖直杆32将测试试样中间段15通过通槽33进入杆腔内，采用橡皮筋41分别缠绕在竖直杆32的上中下三部分，将测试试样中间段15固定在杆腔内；

步骤三、将安装装置7移动到烘箱内，设定烘箱加热温度为80℃，固化4小时，待烘箱降到室温后取出安装装置7；

步骤四、取下竖直杆32上的橡皮筋41，旋转竖直杆32使其与测试试样中间段15脱开，将上漏斗形试样夹具8的漏斗头16悬挂到悬挂框37内，将下漏斗形试样夹具9的圆管17朝上，将耐高温无机胶10通过细小铁丝挑入下漏斗形试样夹具9的圆管17内，直至耐高温无机胶10即将溢出下漏斗形试样夹具9的圆管17；将测试试样下夹持段14均匀涂抹上耐高温无机胶10，放松螺纹杆34，使悬挂框37竖直下降，调整下漏斗形试样夹具9的高度，使得测试试样下夹持段14垂直插入下漏斗形试样夹具9的圆管17内，旋转竖直杆32将测试试样中间段15卡在杆腔内，采用三根橡皮筋41分别缠绕在竖直杆32的上中下三部分，将测试试样中间段15固定在杆腔内；

步骤五、将安装装置7移动到烘箱内，设定烘箱加热温度为80℃，固化4小时，待烘箱降到室温后取出安装装置7；

步骤六、向上移动上漏斗形试样夹具8，将左右两块半夹体合抱在上漏斗形试样夹具8的漏斗头16外，左右两块半夹体相互锁合组成夹块4，夹块4下端面的长方体状定位槽22、扇状定位槽23分别安装在悬挂框37上端面的长方体状定位凸起39和扇状定位凸起40上，使上漏斗形试样夹具8卡在夹块4内；

步骤七、将上夹头5安装到夹块4上，将下夹头3安装到试验机下夹具12上并夹紧，调整作动台25位置，将下漏斗形试样夹具9的漏斗头16从下夹头3侧面塞进锥形限位部19内，保持漏斗头16在锥形限位部19内悬空；

步骤八、调整试验机，使试验机上夹具11夹紧上夹头5，缓慢下调试验机下夹具12的高度，使得下漏斗形试样夹具9的漏斗头16与下夹头3的侧壁轻轻接触，漏斗头16与下夹头3的侧壁保持5N-10N的拉力载荷；

步骤九、将测试试样1的中间段15、部分上夹头5的圆管17和部分下夹头3的圆管17置于高温炉42中，关上高温炉42炉门，使得测试试样中间段15与高温炉均热段保持一致，打开高温炉42的水循环，对高温炉42抽真空，加热到指定温度1500℃，保温，试验机加载到一定的拉伸载荷水平，保持载荷不变，使得测试试样1在轴向上均匀受力的情况下蠕变，直至断裂，在此过程中记录测试试样1的负荷拉力和相应的位移。经过数据处理即可准确的得到SiC/SiC小复合材料在1500℃高温环境下的蠕变寿命。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种陶瓷基小复合材料高温氧化炉内夹持装置，其特征是：包括用于夹持测试试样(1)的漏斗形试样夹具(2)、下夹头(3)、夹块(4)、上夹头(5)、试验机夹具(6)以及安装装置(7)，其中，测试试样(1)为杆状陶瓷基小复合材料试样，测试试样(1)由上至下分为上夹持段(13)、中间段(15)和下夹持段(14)，所述的漏斗形试样夹具(2)包括结构相同的上漏斗形试样夹具(8)和下漏斗形试样夹具(9)，所述的上漏斗形试样夹具(8)和下漏斗形试样夹具(9)均包括漏斗头(16)和圆管(17)，漏斗头(16)一端为窄端，一端为宽端，其中，宽端直径大于窄端直径，漏斗头(16)的窄端与圆管(17)的一端固定连接，漏斗头(16)窄端内部开有圆柱形半通孔(18)且圆柱形半通孔(18)孔直径与圆管(17)内径一致，测试试样(1)两端分别从上漏斗形试样夹具(8)和下漏斗形试样夹具(9)的圆管(17)插入至圆柱形半通孔(18)固定，所述的下夹头(3)上部开有锥形限位部(19)，锥形限位部(19)内设置有上端开口的锥形腔，锥形腔上端直径小，下端直径大，且锥形腔的上端开口直径小于漏斗头(16)的宽端直径，大于漏斗头(16)的窄端直径，锥形腔的下端直径大于漏斗头(16)的宽端直径，所述的锥形限位部(19)的侧面开设有侧槽，所述的漏斗头(16)能从侧槽插入至锥形腔中，所述的夹块(4)为左右两块半夹体，这两个半夹体左右对接后形成夹块(4)，所述的夹块(4)外表面为螺纹状，夹块(4)内部设置有与漏斗头(16)相适应的漏斗形夹槽，所述的漏斗头(16)能卡在漏斗形夹槽中定位，所述的夹块(4)下表面设置有定位结构，所述的上夹头(5)下端开有圆柱形半通螺纹孔(24)，圆柱形半通螺纹孔(24)与夹块(4)外表面通过螺纹连接，上夹头(5)上端部内部开有通气孔，所述的通气孔贯通圆柱形半通螺纹孔(24)和上夹头(5)上表面，所述的试验机夹具(6)包括试验机上夹具(11)和试验机下夹具(12)，试验机上夹具(11)能夹持在上夹头(5)上端，试验机下夹具(12)能加持在下夹头(3)下端，且试验机上夹具(11)和试验机下夹具(12)能对上夹头(5)和下夹头(3)进行拉伸，所述的安装装置(7)包括作动台(25)、基座(26)、立柱(27)、垂直标定杆(28)、垂直悬挂装置(29)，所述的作动台(25)为能上下前后的移动的控制台体，基座(26)固定在作动台(25)上，立柱(27)竖直地固定在基座(26)上，所述的垂直标定杆(28)包括环套(30)、水平杆(31)和竖直杆(32)，水平杆(31)一端与环套(30)固定连接，环套(30)套在立柱(27)上固定，竖直杆(32)与水平杆(31)另一端固定连接，所述的环套(30)能在立柱(27)上水平转动，从而使水平杆(31)和竖直杆(32)绕着立柱(27)旋转，所述的竖直杆(32)具有上下贯通的杆腔，竖直杆(32)侧面开有通槽(33)，所述的测试试样(1)的中间段(15)能从通槽(33)插入杆腔中，垂直悬挂装置(29)包括螺纹杆(34)、固定框(35)、横梁(36)以及悬挂框(37)，所述的固定框(35)套在立柱(27)上，能沿着立柱(27)的上下移动，所述的螺纹杆(34)旋在固定框(35)上，当螺纹杆(34)旋紧固定框(35)时，所述的固定框(35)与立柱(27)固定连接，横梁(36)的一端与固定框(35)固定连接，横梁(36)的另一端与悬挂框(37)固定连接，所述的悬挂框(37)上设有与漏斗头(16)形状相适应的上下贯通的悬挂槽，所述的悬挂框(37)侧面开有通孔(38)，所述的通孔(38)与悬挂槽连通，所述的上漏斗形试样夹具(8)能从通孔(38)横插入悬挂框(37)中悬挂，所述的悬挂框(37)上端设置有锁定结构，所述的锁定结构与夹块(4)下表面的定位结构相适配，锁定结构能与定位结构相互锁合，使悬挂框(37)与夹块(4)固定连接，陶瓷基小复合材料弯曲和压缩强度低。

2.根据权利要求1所述的一种陶瓷基小复合材料高温氧化炉内夹持装置，其特征是：所述的漏斗形试样夹具(2)通过耐高温无机胶(10)与测试试样(1)粘结在一起，耐高温无机胶(10)在1700℃下剪切强度大于0.5Mpa。

3.根据权利要求1所述的一种陶瓷基小复合材料高温氧化炉内夹持装置，其特征是：所述的夹块(4)的两块半夹体相对的一面设置有能相互锁合的锁定凸起(20)与锁定槽(21)，所述的半夹体通过锁定凸起(20)与锁定槽(21)相互锁定组合成夹块(4)。

4.根据权利要求3所述的一种陶瓷基小复合材料高温氧化炉内夹持装置，其特征是：所述的定位结构包括一个长方体状定位槽(22)和一个扇状定位槽(23)，所述的长方体状定位槽(22)和扇状定位槽(23)对称地设置在夹块(4)下表面，相应的，所述的锁定结构包括一个长方体状定位凸起(39)和一个扇状定位凸起(40)，所述的长方体状定位凸起(39)与长方体状定位槽(22)位置和形状相对应，扇状定位凸起(40)与扇状定位槽(23)位置和形状相对应，长方体状定位凸起(39)能插入长方体状定位槽(22)中、扇状定位凸起(40)能插入扇状定位槽(23)中，使悬挂框(37)与夹块(4)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种陶瓷基小复合材料高温氧化炉内夹持装置，其特征是：所述的漏斗形试样夹具(2)和夹块(4)为氧化锆或氧化铝材料加工而成；试验机夹具(6)为水冷夹具。

6.根据权利要求4所述的一种陶瓷基小复合材料高温氧化炉内夹持装置，其特征是：所述的竖直杆(32)配合有三根橡皮筋(41)，这三根橡皮筋(41)分别缠绕在竖直杆(32)的上中下三部分，将测试试样中间段(15)固定在竖直杆(32)杆腔内。

7.利用如权利要求6所述的陶瓷基小复合材料高温氧化炉内夹持装置测试陶瓷基小复合材料高温氧化炉内拉伸的方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤一、调配好耐高温无机胶(10)，将上漏斗形试样夹具(8)的圆管(17)朝上，将耐高温无机胶(10)通过细小铁丝挑入上漏斗形试样夹具(8)的圆管(17)内，直至耐高温无机胶(10)即将溢出上漏斗形试样夹具(8)的圆管(17)；

步骤二、将测试试样(1)的上夹持段(13)外表面均匀涂抹上耐高温无机胶(10)，垂直插入上漏斗形试样夹具(8)的圆管(17)内，旋转竖直杆(32)将测试试样中间段(15)通过通槽(33)进入杆腔内，采用橡皮筋(41)分别缠绕在竖直杆(32)的上中下三部分，将测试试样中间段(15)固定在杆腔内；

步骤三、将安装装置(7)移动到烘箱内，设定烘箱加热温度为80℃，固化4小时，待烘箱降到室温后取出安装装置(7)；

步骤四、取下竖直杆(32)上的橡皮筋(41)，旋转竖直杆(32)使其与测试试样中间段(15)脱开，将上漏斗形试样夹具(8)的漏斗头(16)悬挂到悬挂框(37)内，将下漏斗形试样夹具(9)的圆管(17)朝上，将耐高温无机胶(10)通过细小铁丝挑入下漏斗形试样夹具(9)的圆管(17)内，直至耐高温无机胶(10)即将溢出下漏斗形试样夹具(9)的圆管(17)；将测试试样下夹持段(14)均匀涂抹上耐高温无机胶(10)，放松螺纹杆(34)，使悬挂框(37)竖直下降，调整下漏斗形试样夹具(9)的高度，使得测试试样下夹持段(14)垂直插入下漏斗形试样夹具(9)的圆管(17)内，旋转竖直杆(32)将测试试样中间段(15)卡在杆腔内，采用三根橡皮筋(41)分别缠绕在竖直杆(32)的上中下三部分，将测试试样中间段(15)固定在杆腔内；

步骤五、将安装装置(7)移动到烘箱内，设定烘箱加热温度为80℃，固化4小时，待烘箱降到室温后取出安装装置(7)；

步骤六、向上移动上漏斗形试样夹具(8)，将左右两块半夹体合抱在上漏斗形试样夹具(8)的漏斗头(16)外，左右两块半夹体相互锁合组成夹块(4)，夹块(4)下端面的长方体状定位槽(22)、扇状定位槽(23)分别安装在悬挂框(37)上端面的长方体状定位凸起(39)和扇状定位凸起(40)上，使上漏斗形试样夹具(8)卡在夹块(4)内；

步骤七、将上夹头(5)安装到夹块(4)上，将下夹头(3)安装到试验机下夹具(12)上并夹紧，调整作动台(25)位置，将下漏斗形试样夹具(9)的漏斗头(16)从下夹头(3)侧面塞进锥形限位部(19)内，保持漏斗头(16)在锥形限位部(19)内悬空；

步骤八、调整试验机，使试验机上夹具(11)夹紧上夹头(5)，缓慢下调试验机下夹具(12)的高度，使得下漏斗形试样夹具(9)的漏斗头(16)与下夹头(3)的侧壁轻轻接触，漏斗头(16)与下夹头(3)的侧壁保持轻微的拉力载荷；

步骤九、将测试试样(1)的中间段(15)、部分上夹头(5)的圆管(17)和部分下夹头(3)的圆管(17)置于高温炉(42)中，关上高温炉(42)炉门，使得测试试样中间段(15)与高温炉均热段保持一致，打开高温炉(42)的水循环，对高温炉(42)抽真空，加热到指定温度，保温，试验机加载到一定的拉伸载荷水平，保持载荷不变，使得测试试样(1)在轴向上均匀受力的情况下蠕变，直至断裂，在此过程中记录测试试样(1)的负荷拉力和相应的位移。

8.根据权利要求7所述的测试陶瓷基小复合材料高温氧化炉内拉伸的方法，其特征是：步骤八中，漏斗头(16)与下夹头(3)的侧壁之间轻微的拉力载荷为5N-10N。

Images