CN114062172B - 高温预应力加载下的材料摩擦磨损原位测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高温预应力加载下的材料摩擦磨损原位测试装置及方法，属于材料高温下的摩擦磨损性能测试领域。机架的上方中部固定连接试验腔体，两侧对称布置的预应力加载及驱动模块分别水平贯穿试验腔体、且与机架的上方固定连接，预应力加载及驱动模块固定连接摩擦试件，声发射原位监测模块安装在摩擦试件上，高温加载模块通过螺栓固定在试验腔体内部、且位于摩擦试件下方，摩擦载荷加载模块贯穿试验腔体上表面，由支撑架支撑、并通过波纹管与试验腔体螺栓连接。优点是结构新颖，模块化设计，安装维护简单，可对材料在摩擦磨损和轴向载荷同时加载情况下损伤机理进行研究，加热速度快，节能，保证了实验数据的准确性。

Description

高温预应力加载下的材料摩擦磨损原位测试装置及方法

技术领域

本发明涉及材料高温下的摩擦磨损性能测试领域，特别涉及一种高温预应力加载下的材料摩擦磨损原位测试装置及方法。

背景技术

在材料加工、热作模具、核反应堆和热电等领域中，材料如硬质合金、热作模具钢等多服役于高温环境中，高温磨损是这类材料的主要失效形式之一，高温摩擦磨损试验机就是评判材料高温环境下的摩擦磨损性能的主要手段，但目前这类试验机结构复杂、价格昂贵且集成度较弱、加载工况单一、试验环境单一，如中国专利CN103364296A公开了《一种高温摩擦磨损试验机》，其只能在真空环境中加载摩擦力，结构比较复杂，加热速率较低且不利于模块化集成。

因此，开发一套可在多种试验环境下能对试件施加轴向载荷（拉伸压缩）且具有较高加热速度的高温摩擦磨损试验机具有重要意义。

发明内容

本发明提供一种高温预应力加载下的材料摩擦磨损原位测试装置及方法，以解决目前存在的结构比较复杂，加热速率较低且不利于模块化集成的问题。

本发明采取的技术方案是，包括试验腔体、预应力加载及驱动模块、摩擦载荷加载模块、声发射原位监测模块、高温加载模块和机架，其中机架的上方中部固定连接试验腔体，两侧对称布置的预应力加载及驱动模块分别水平贯穿试验腔体、且与机架的上方固定连接，该预应力加载及驱动模块通过夹具固定连接摩擦试件，声发射原位监测模块安装在摩擦试件上，高温加载模块通过螺栓固定在试验腔体内部、且位于摩擦试件下方，摩擦载荷加载模块贯穿试验腔体上表面，由支撑架支撑、并通过波纹管与试验腔体螺栓连接。

本发明所述试验腔体包括水平预应力加载及驱动模块安装孔、腔体、冷却管接头、感应加热线圈接口、水冷支架接口、氛围气体注入口、摩擦载荷加载模块安装口、观察窗安装框、真空规管、观察窗、连接螺栓，进出冷却水接头、感应加热线圈接头、腔体支座和抽真空接口，其中腔体底部与腔体支座固定连接，腔体前表面通过观察窗安装框和连接螺栓密封连接观察窗，腔体为中空夹层结构，内部循环冷却水，腔体内部下表面有冷却管接头、感应加热线圈接口和水冷支架接口，腔体上表面有氛围气体注入口、摩擦载荷加载模块安装口，真空规管与腔体上表面固定连接，腔体下表面加工有抽真空接口、进出冷却水接头和感应加热线圈接头。

本发明所述预应力加载及驱动模块包括：折返式伺服电缸、输出轴、电缸安装支座、支座螺栓、连接法兰盘、对中调整盘、对中调整螺栓、对中连接螺栓、对中固定盘、导轨装置、夹具冷却出水路、上盖螺钉、夹具上盖、夹具体、夹具冷却进水路、锁紧环、导杆、波纹管、波纹管螺钉和力传感器，其中折返式伺服电缸通过电缸安装支座和支座螺栓固定在机架上，输出轴内孔加工有内螺纹、与连接法兰盘通过螺纹连接，对中调整盘通过对中调整螺栓安装在对中固定盘中，对中固定盘通过对中连接螺栓和连接法兰盘固定连接，对中固定盘和连接法兰盘与导轨装置压接，对中调整盘的螺纹轴从对中固定盘的中心孔伸出与力传感器通过螺纹连接，波纹管螺钉将波纹管端上的法兰、导杆上的法兰与力传感器相连，波纹管另一端与试验腔体相连，夹具体上加工有螺纹轴与导杆端部的螺纹孔相连接，夹具体与导杆间通过一对锁紧环锁紧，锁紧环和螺纹面相互接触、平面与夹具体和导杆贴合，相对旋转时锁紧环的螺旋面发生移动，使其轴向距离发生改变，夹具体上连接夹具冷却出水路和夹具冷却进水路，通过在夹具体内部循环冷却水，避免高温对夹具破坏，夹具上盖通过上盖螺钉与夹具体连接，试件安装在夹具体和夹具上盖的试件槽内。

本发明所述导轨装置包括块连接螺钉、尼龙垫块、垫块支座、支座螺栓、滑块、滑轨螺栓、滑轨限位、限位螺钉、滑轨、导轨支座和支座螺钉，其中导轨支座通过支座螺钉安装在机架上，两套滑轨通过滑轨螺栓与导轨支座相连，滑块与滑轨滑动连接，每套滑轨两端通过限位螺钉固定连接滑轨限位，连接螺钉穿过尼龙垫块的沉头孔固定在垫块支座，垫块支座通过支座螺栓连接在滑块上。

本发明所述摩擦载荷加载模块包括伺服电缸、电缸安装螺栓、支撑架、法兰螺栓、法兰、力传感器、顶杆、支撑架螺栓、波纹管螺栓、波纹管、紧定螺钉和摩擦头，其中伺服电缸上的法兰通过电缸安装螺栓固定在支撑架上，支撑架通过支撑架螺栓固定在试验腔体上表面，法兰通过螺纹连接在伺服电缸的输出轴上，力传感器通过法兰螺栓与法兰下端连接，力传感器与顶杆上的螺纹轴连接，波纹管穿过顶杆与其上的法兰通过波纹管螺栓相连，摩擦头通过紧定螺钉和顶杆下端固定连接。

本发明所述声发射原位监测模块包括高温声发射探头、石墨夹具、石墨螺栓、试件上的铼钨热电偶一和夹具体上的铼钨热电偶二，其中两侧布置的高温声发射探头分别安装在石墨夹具的安装孔内，高温声发射探头端面与摩擦试件上表面接触，石墨螺栓用于将石墨夹具固定在摩擦试件上，试件上的铼钨热电偶一通过高温粘结剂固定在试件的前后侧面，夹具体上的铼钨热电偶二固定连接在夹具体的前端。

本发明所述高温加载模块包括石墨加热体、保温毡套、感应加热线圈、绝热垫块、石墨连接螺栓、试件水冷支架、橡胶冷却水管和支架固定螺栓，其中试件水冷支架通过支架固定螺栓固定在试验腔体内部，橡胶冷却水管一端与试验腔体上的水冷支架接口相连、另一端与水冷支架上的接口相连，将试验腔体中空的内部冷却水注入水冷支架，实现水冷支架的冷却，水冷支架上表面有四个矩形突出的定位块，与绝热垫块下表面的定位孔接触配合，用于限制水平方向移动，石墨加热体被保温毡套包裹、并通过石墨连接螺栓固定在绝热垫块上，感应加热线圈上部套在保温毡套外部、下端与试验腔体内部的底端感应加热线圈接口连接。

采用一种高温预应力加载下材料摩擦磨损原位试验装置的方法，包括下列步骤：

步骤1、将摩擦试件安装在夹具体内，夹具上盖通过上盖螺钉将摩擦试件固定可靠，将高温声发射探头安装在石墨夹具安装孔内，高温声发射探头端面与摩擦试件上表面接触，并通过石墨螺栓固定在摩擦试件两端，安装观察窗，将试验腔体密封，开始抽真空，循环冷却水；

步骤2、启动高温加载模块，对摩擦试件进行升温，通过热电偶测量温度，与此同时预应力加载及驱动模块带动摩擦试件作往复直线运动，保证加热过程中摩擦试件摩擦标距内温度的均匀性；

步骤3、当摩擦试件标距内温度达到预设温度后，保持5分钟后，预应力加载及驱动模块对摩擦试件施加轴向应力并保持直线往复运动，轴向应力包括拉伸或压缩，摩擦载荷加载模块将摩擦头以预定载荷大小压下摩擦试件开始进行摩擦磨损试验；

步骤4、摩擦载荷加载模块将摩擦头提起，摩擦载荷降为0，预应力加载及驱动模块将轴向载荷卸载，并停止直线往复运动，取下摩擦试件，完成摩擦磨损试验。

本发明的有益效果是：

1、采用模块化设计，结构新颖紧凑，便于维护，试件安装简单易操作，可在高温下进行多种试验氛围（真空氛围、惰性气体氛围或氧化气体氛围）的试验，实验过程中可对摩擦试件加载摩擦载荷的同时对其施加轴向载荷，使其处于拉伸或压缩状态，进行预应力下的摩擦磨损试验，从而可模拟零部件真实的复杂受载情况。

2、采用的对中调整机构可将由对中不准确造成的测量误差降至最小，大大降低了因对中误差引起的试件附加弯矩，并通过保证测量数据的准确性，导轨装置支撑并随对中机构移动，保证加载链不受其自身重量影响，进一步保证了实验数据的准确性。

3、本发明采用高温声发射探头对摩擦试件实时监测，可记录试件在试验中的损伤情况，如材料的损伤位置、损伤失效模式和损伤的严重程度，从而可对材料在摩擦磨损和轴向载荷同时加载情况下损伤机理进行研究。

4、本发明高温加载模块利用感应加热原理，使摩擦试件的温度可达到1000℃，加热速率可达到150℃/min，石墨加热体被保温毡套包裹，可有效保证试件温度的均一性，并减少热量散播，一方面节省能量提高了加热速度，另一方面防止了高温散播对整个装置的影响。

5、本发明试验腔体的外壁为中空结构，内部在实验过程中循环冷却水，带走高温加载模块和摩擦试件向试验装置辐射的热量，夹具体内部加工有冷却水路，可屏障热量从试件向加载链传递，通过上述措施减少因热造成的试验误差。

附图说明

图1是本发明的主视装配图；

图2是本发明试验腔体正面的结构示意图；

图3是本发明试验腔体底面的结构示意图；

图4是本发明预应力加载及驱动模块的结构示意图；

图5是本发明预应力加载及驱动模块的装配爆炸图；

图6是本发明导轨装置的装配示意图；

图7是本发明摩擦载荷加载模块的结构示意图；

图8是本发明摩擦载荷加载模块的装配爆炸图；

图9是本发明高温加载模块的结构示意图；

图10是本发明高温加载模块的装配爆炸图；

图11是本发明试件装夹及声发射原位监测模块的结构示意图；

图12是本发明试件装夹及声发射原位监测模块的装配爆炸图；

图13是本发明对中调整机构的装配爆炸图。

具体实施方式

参见图1，包括试验腔体1、预应力加载及驱动模块2、摩擦载荷加载模块3、声发射原位监测模块4、高温加载模块5、摩擦试件6和机架7，其中：机架7的上方中部固定连接试验腔体1，两侧对称布置的预应力加载及驱动模块2分别水平贯穿试验腔体1、且与机架7的上方固定连接，该预应力加载及驱动模块2通过夹具214固定连接摩擦试件6，声发射原位监测模块4安装在摩擦试件6上，高温加载模块5通过螺栓固定在试验腔体1内部、且位于摩擦试件6下方，摩擦载荷加载模块3贯穿试验腔体1上表面，由支撑架303支撑、并通过波纹管与试验腔体1螺栓连接；

参见图2、3，所述试验腔体1包括水平预应力加载及驱动模块安装孔101、腔体102、冷却管接头103、感应加热线圈接口104、水冷支架接口105、氛围气体注入口106、摩擦载荷加载模块安装口107、观察窗安装框108、真空规管109、观察窗110、连接螺栓111，进出冷却水接头112、感应加热线圈接头113、腔体支座114和抽真空接口115，其中腔体102底部与腔体支座114固定连接，腔体102前表面通过观察窗安装框108和连接螺栓111密封连接观察窗110，腔体102为中空夹层结构，内部循环冷却水，腔体102内部下表面有冷却管接头103、感应加热线圈接口104和水冷支架接口105，腔体102上表面有氛围气体注入口106、摩擦载荷加载模块安装口107，真空规管109与腔体102上表面固定连接，真空规管109可实时测量试验腔体1内的真空度，腔体102下表面加工有抽真空接口115、进出冷却水接头112和感应加热线圈接头113；

参见图4、5，所述预应力加载及驱动模块2包括：折返式伺服电缸201、输出轴202、电缸安装支座203、支座螺栓204、连接法兰盘205、对中调整盘206、对中调整螺栓207、对中连接螺栓208、对中固定盘209、导轨装置210、夹具冷却出水路211、上盖螺钉212、夹具上盖213、夹具体214、夹具冷却进水路215、锁紧环216、导杆217、波纹管218、波纹管螺钉219和力传感器220，其中折返式伺服电缸201通过电缸安装支座203和支座螺栓204固定在机架7上，输出轴202内孔加工有内螺纹、与连接法兰盘205通过螺纹连接，对中调整盘206通过对中调整螺栓207安装在对中固定盘209中，对中固定盘209通过对中连接螺栓208和连接法兰盘205固定连接，对中固定盘209和连接法兰盘205与导轨装置210压接，参见图13，连接法兰盘205、对中调整盘206、对中调整螺栓207、对中连接螺栓208和对中固定盘209为对中调整机构，可保证摩擦试件6所受载荷为轴向，避免附加弯矩对实验结果产生影响，导轨装置210作用为支撑对中调整机构，并随伺服电缸输出轴202伸缩移动，可避免因加载链重力导致出现轴线误差，对中调整盘206的螺纹轴从对中固定盘209的中心孔伸出与力传感器220通过螺纹连接，波纹管螺钉219将波纹管218一端上的法兰、导杆217上的法兰与力传感器220相连，波纹管218另一端与试验腔体1相连，夹具体214上加工有螺纹轴与导杆217端部的螺纹孔相连接，夹具体214与导杆217间通过一对锁紧环216锁紧，锁紧环216和螺纹面相互接触、平面与夹具体214和导杆217贴合，相对旋转时锁紧环216的螺旋面发生移动，使其轴向距离发生改变，夹具体214上连接夹具冷却出水路211和夹具冷却进水路215，通过其在内部循环冷却水，避免高温对夹具破坏，夹具上盖213通过上盖螺钉212与夹具体214连接，试件6安装在夹具体214和夹具上盖213的试件槽内；预应力加载及驱动模块2用于夹持摩擦试件6并对其施加预应力载荷，使其在边受轴向载荷（拉伸、压缩）状态下边进行直线往复移动，从而进行摩擦磨损试验，力传感器220实时测量摩擦试件6两端所受应力；

参见图6，所述导轨装置210包括块连接螺钉210-1、尼龙垫块210-2、垫块支座210-3、支座螺栓210-4、滑块210-5、滑轨螺栓210-6、滑轨限位210-7、限位螺钉210-8、滑轨210-9、导轨支座210-10和支座螺钉210-11，其中导轨支座210-10通过支座螺钉210-11安装在机架7上，两套滑轨210-9通过滑轨螺栓210-6与导轨支座210-10相连，滑块210-5与滑轨210-9滑动连接，每套滑轨210-9两端通过限位螺钉210-8固定连接滑轨限位210-7，连接螺钉210-1穿过尼龙垫块210-2的沉头孔固定在垫块支座210-3上，垫块支座210-3通过支座螺栓210-4连接在滑块210-5上，从而尼龙垫块210-2、垫块支座210-3和滑块210-5可在滑轨210-9上两端滑轨限位210-7范围内滑动；

参见图7、8，所述摩擦载荷加载模块3包括伺服电缸301、电缸安装螺栓302、支撑架303、法兰螺栓304、法兰305、力传感器306、顶杆307、支撑架螺栓308、波纹管螺栓309、波纹管310、紧定螺钉311和摩擦头312，其中伺服电缸301上的法兰通过电缸安装螺栓302固定在支撑架303上，支撑架303通过支撑架螺栓308固定在试验腔体1上表面，法兰305通过螺纹连接在伺服电缸301的输出轴上，力传感器306通过法兰螺栓304与法兰305下端连接，力传感器306与顶杆307上的螺纹轴连接，实时测量摩擦头加载的摩擦载荷大小，波纹管310穿过顶杆307与其上的法兰通过波纹管螺栓309相连，摩擦头312通过紧定螺钉311和顶杆307下端固定连接，摩擦载荷加载模块3对摩擦试件6施加竖直向下的力，使得摩擦头312与摩擦试件6以一定的压力接触，从而进行摩擦磨损试验；

参见图11、12，所述声发射原位监测模块4包括高温声发射探头401、石墨夹具402、石墨螺栓403、试件上的铼钨热电偶一404和夹具体上的铼钨热电偶二405，其中两侧布置的高温声发射探头401分别安装在石墨夹具402的安装孔内，高温声发射探头401端面与摩擦试件6上表面接触，可在摩擦磨损试验过程中实时监测试件因高温预应力载荷下摩擦磨损造成的材料结构损伤，两侧布置的高温声发射探头401可发现材料的损伤位置、损伤失效模式和损伤的严重程度，石墨螺栓403用于将石墨夹具402固定在摩擦试件6上，试件上的铼钨热电偶一404通过高温粘结剂固定在试件6的前后侧面，夹具体上的铼钨热电偶二405固定连接在夹具体214的前端，用于实时监测摩擦试件6和夹具体214端部的温度。

参见图9、10，所述高温加载模块5包括石墨加热体501、保温毡套502、感应加热线圈503、绝热垫块504、石墨连接螺栓505、试件水冷支架506、橡胶冷却水管507和支架固定螺栓508，其中试件水冷支架506通过支架固定螺栓508固定在试验腔体1内部，橡胶冷却水管507一端与试验腔体1上的水冷支架接口105相连、另一端与水冷支架506上的接口相连，将试验腔体1中空的内部冷却水注入水冷支架506，实现水冷支架506的冷却，水冷支架506上表面有四个矩形突出的定位块，与绝热垫块504下表面的定位孔接触配合，用于限制水平方向移动，石墨加热体501被保温毡套502包裹、并通过石墨连接螺栓505固定在绝热垫块504上，感应加热线圈503上部套在保温毡套502外部、下端与试验腔体1内部的底端感应加热线圈接口104连接，感应加热线圈503利用感应加热原理对石墨加热体501升温，摩擦试件6被石墨加热体501辐射加热，升温速率可达150℃/min，最高温度可到1000℃。

采用一种高温预应力加载下材料摩擦磨损原位试验装置的方法，包括下列步骤：

步骤1、将摩擦试件6安装在夹具体214内，夹具上盖213通过上盖螺钉212将摩擦试件6固定可靠，将高温声发射探头401安装在石墨夹具402安装孔内，高温声发射探头401端面与摩擦试件6上表面接触，并通过石墨螺栓403固定在摩擦试件6两端，安装观察窗110，将试验腔体1密封，开始抽真空，循环冷却水；

步骤2、启动高温加载模块5，对摩擦试件6进行升温，通过热电偶测量温度，与此同时预应力加载及驱动模块2带动摩擦试件6作往复直线运动，保证加热过程中摩擦试件6摩擦标距内温度的均匀性；

步骤3、当摩擦试件6标距内温度达到预设温度后，保持5分钟后，预应力加载及驱动模块2对摩擦试件6施加轴向应力并保持直线往复运动，轴向应力包括拉伸或压缩，摩擦载荷加载模块3将摩擦头311以预定载荷大小压下摩擦试件6开始进行摩擦磨损试验；

步骤4、摩擦载荷加载模块3将摩擦头311提起，摩擦载荷降为0，预应力加载及驱动模块2将轴向载荷卸载，并停止直线往复运动，取下摩擦试件6，完成摩擦磨损试验。

Claims (7)

1.一种高温预应力加载下的材料摩擦磨损原位测试装置，其特征在于：包括试验腔体、预应力加载及驱动模块、摩擦载荷加载模块、声发射原位监测模块、高温加载模块和机架，其中机架的上方中部固定连接试验腔体，两侧对称布置的预应力加载及驱动模块分别水平贯穿试验腔体、且与机架的上方固定连接，该预应力加载及驱动模块通过夹具固定连接摩擦试件，声发射原位监测模块安装在摩擦试件上，高温加载模块通过螺栓固定在试验腔体内部、且位于摩擦试件下方，摩擦载荷加载模块贯穿试验腔体上表面，由支撑架支撑、并通过波纹管与试验腔体螺栓连接；

所述试验腔体包括水平预应力加载及驱动模块安装孔、腔体、冷却管接头、感应加热线圈接口、水冷支架接口、氛围气体注入口、摩擦载荷加载模块安装口、观察窗安装框、真空规管、观察窗、连接螺栓，进出冷却水接头、感应加热线圈接头、腔体支座和抽真空接口，其中腔体底部与腔体支座固定连接，腔体前表面通过观察窗安装框和连接螺栓密封连接观察窗，腔体为中空夹层结构，内部循环冷却水，腔体内部下表面有冷却管接头、感应加热线圈接口和水冷支架接口，腔体上表面有氛围气体注入口、摩擦载荷加载模块安装口，真空规管与腔体上表面固定连接，腔体下表面加工有抽真空接口、进出冷却水接头和感应加热线圈接头。

2.根据权利要求1所述的一种高温预应力加载下的材料摩擦磨损原位测试装置，其特征在于：所述预应力加载及驱动模块包括：折返式伺服电缸、输出轴、电缸安装支座、支座螺栓、连接法兰盘、对中调整盘、对中调整螺栓、对中连接螺栓、对中固定盘、导轨装置、夹具冷却出水路、上盖螺钉、夹具上盖、夹具体、夹具冷却进水路、锁紧环、导杆、波纹管、波纹管螺钉和力传感器，其中折返式伺服电缸通过电缸安装支座和支座螺栓固定在机架上，输出轴内孔加工有内螺纹、与连接法兰盘通过螺纹连接，对中调整盘通过对中调整螺栓安装在对中固定盘中，对中固定盘通过对中连接螺栓和连接法兰盘固定连接，对中固定盘和连接法兰盘与导轨装置压接，对中调整盘的螺纹轴从对中固定盘的中心孔伸出与力传感器通过螺纹连接，波纹管螺钉将波纹管端上的法兰、导杆上的法兰与力传感器相连，波纹管另一端与试验腔体相连，夹具体上加工有螺纹轴与导杆端部的螺纹孔相连接，夹具体与导杆间通过一对锁紧环锁紧，锁紧环和螺纹面相互接触、平面与夹具体和导杆贴合，相对旋转时锁紧环的螺旋面发生移动，使其轴向距离发生改变，夹具体上连接夹具冷却出水路和夹具冷却进水路，通过在夹具体内部循环冷却水，避免高温对夹具破坏，夹具上盖通过上盖螺钉与夹具体连接，试件安装在夹具体和夹具上盖的试件槽内。

3.根据权利要求2所述的一种高温预应力加载下的材料摩擦磨损原位测试装置，其特征在于：所述导轨装置包括块连接螺钉、尼龙垫块、垫块支座、支座螺栓、滑块、滑轨螺栓、滑轨限位、限位螺钉、滑轨、导轨支座和支座螺钉，其中导轨支座通过支座螺钉安装在机架上，两套滑轨通过滑轨螺栓与导轨支座相连，滑块与滑轨滑动连接，每套滑轨两端通过限位螺钉固定连接滑轨限位，连接螺钉穿过尼龙垫块的沉头孔固定在垫块支座，垫块支座通过支座螺栓连接在滑块上。

4.根据权利要求1所述的一种高温预应力加载下的材料摩擦磨损原位测试装置，其特征在于：所述摩擦载荷加载模块包括伺服电缸、电缸安装螺栓、支撑架、法兰螺栓、法兰、力传感器、顶杆、支撑架螺栓、波纹管螺栓、波纹管、紧定螺钉和摩擦头，其中伺服电缸上的法兰通过电缸安装螺栓固定在支撑架上，支撑架通过支撑架螺栓固定在试验腔体上表面，法兰通过螺纹连接在伺服电缸的输出轴上，力传感器通过法兰螺栓与法兰下端连接，力传感器与顶杆上的螺纹轴连接，波纹管穿过顶杆与其上的法兰通过波纹管螺栓相连，摩擦头通过紧定螺钉和顶杆下端固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种高温预应力加载下的材料摩擦磨损原位测试装置，其特征在于：所述声发射原位监测模块包括高温声发射探头、石墨夹具、石墨螺栓、试件上的铼钨热电偶一和夹具体上的铼钨热电偶二，其中两侧布置的高温声发射探头分别安装在石墨夹具的安装孔内，高温声发射探头端面与摩擦试件上表面接触，石墨螺栓用于将石墨夹具固定在摩擦试件上，试件上的铼钨热电偶一通过高温粘结剂固定在试件的前后侧面，夹具体上的铼钨热电偶二固定连接在夹具体的前端。

6.根据权利要求1所述的一种高温预应力加载下的材料摩擦磨损原位测试装置，其特征在于：所述高温加载模块包括石墨加热体、保温毡套、感应加热线圈、绝热垫块、石墨连接螺栓、试件水冷支架、橡胶冷却水管和支架固定螺栓，其中试件水冷支架通过支架固定螺栓固定在试验腔体内部，橡胶冷却水管一端与试验腔体上的水冷支架接口相连、另一端与水冷支架上的接口相连，将试验腔体中空的内部冷却水注入水冷支架，实现水冷支架的冷却，水冷支架上表面有四个矩形突出的定位块，与绝热垫块下表面的定位孔接触配合，用于限制水平方向移动，石墨加热体被保温毡套包裹、并通过石墨连接螺栓固定在绝热垫块上，感应加热线圈上部套在保温毡套外部、下端与试验腔体内部的底端感应加热线圈接口连接。

7.采用如权利要求1~6中任一项所述的一种高温预应力加载下的材料摩擦磨损原位测试装置的方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤1、将摩擦试件安装在夹具体内，夹具上盖通过上盖螺钉将摩擦试件固定可靠，将高温声发射探头安装在石墨夹具安装孔内，高温声发射探头端面与摩擦试件上表面接触，并通过石墨螺栓固定在摩擦试件两端，安装观察窗，将试验腔体密封，开始抽真空，循环冷却水；

步骤2、启动高温加载模块，对摩擦试件进行升温，通过热电偶测量温度，与此同时预应力加载及驱动模块带动摩擦试件作往复直线运动，保证加热过程中摩擦试件摩擦标距内温度的均匀性；

步骤3、当摩擦试件标距内温度达到预设温度后，保持5分钟后，预应力加载及驱动模块对摩擦试件施加轴向应力并保持直线往复运动，轴向应力包括拉伸或压缩，摩擦载荷加载模块将摩擦头以预定载荷大小压下摩擦试件开始进行摩擦磨损试验；

步骤4、摩擦载荷加载模块将摩擦头提起，摩擦载荷降为0，预应力加载及驱动模块将轴向载荷卸载，并停止直线往复运动，取下摩擦试件，完成摩擦磨损试验。