CN216411118U - 一种锂硼合金热稳定性测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种锂硼合金热稳定性测试装置。锂硼合金热稳定性测试装置包括炉体、送样机构，施压装置、控制柜以及温控系统，所述炉体中心插入测温元件，所述测温元件与所述温控系统相连，所述炉体包括上下间隔设置的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分沿所述测温元件对称设置，所述第一部分和所述第二部分均具有第一保温层、加热装置以及第二保温层，所述第一部分的所述第一保温层、所述加热装置以及所述第二保温层沿所述炉体的轴向从上至下依次设置。本实用新型的一种锂硼合金热稳定性测试装置，能够快速制造出温度恒定的高温环境，精确控制试样表面压力，可测量锂硼合金在0℃~800℃的热稳定性。

Description

一种锂硼合金热稳定性测试装置

技术领域

本实用新型涉及热稳定性测试领域，特别是涉及一种锂硼合金热稳定性测试装置。

背景技术

作为新一代锂系热电池负极材料，锂硼合金因其较高的电压和比容量，优良的导电性和良好的热稳定性越来越引起人们的关注。而锂硼合金的热稳定性是锂硼合金的一种至关重要的参数，直接决定了锂硼合金的合格性。合乎标准的锂硼合金能够在在600℃以上高温下保持稳定固体形态，无锂溢出，为其在热电池发挥良好的放电性能提供品质保障。当锂硼合金热稳定性不佳时，锂硼合金在高温下合金骨架坍塌，游离锂溢出，锂硼合金负极热电池就会出现严重的安全问题。

目前，现有的合金热稳定性测试方法以及测试装置并不适用于锂硼合金以及锂系列合金的热稳定性检测，且国内外并未见到锂硼合金热稳定性测试装置的相关报道。

实用新型内容

本实用新型是为了解决现有技术中的不足而完成的，本实用新型的目的是提供一种能够安全可靠、能源利用率高的精准测量锂硼合金热稳定性的装置，能够精准测量锂硼合金在0~800℃高温下的热稳定性，同时热量散失极少，温度控制精准，节约能源。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种锂硼合金热稳定性测试装置，包括炉体、送样机构，施压装置、控制柜以及温控系统，所述炉体中心插入测温元件，所述测温元件与所述温控系统相连，所述炉体包括上下间隔设置的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分沿所述测温元件对称设置，所述第一部分和所述第二部分均具有第一保温层、加热装置以及第二保温层，所述第一部分的所述第一保温层、所述加热装置以及所述第二保温层沿所述炉体的轴向从上至下依次设置，所述第二部分的所述第二保温层、所述加热装置以及所述第一保温层沿所述炉体的轴向从上至下依次设置，所述送样机构包括两个耐高温部件组成，每一个所述耐高温部件包括顶部和伸出部，所述顶部呈圆形，所述伸出部和所述顶部连接，所述伸出部呈长条矩形，所述施压装置包括施压部和压力计，所述施压部安装在所述炉体的所述第一部分的上端，所述压力计安装在炉体的所述第二部分的下端，所述施压部和所述压力计联动，所述控制柜设于所述炉体的一侧，所述温控系统位于控制柜内。

进一步的，所述第一保温层由石棉材料制成，所述第二保温层由云母片材料制成。

进一步的，所述控制柜为数字化变频温控控制柜。

进一步的，所述炉体加热方式为电阻加热、感应加热、介质加热中的一种。

进一步的，所述测温元件为热电偶或者热电阻。

进一步的，每一个所述耐高温部件为碳素钢片或者不锈钢片。

进一步的，所述施压部为手动施压部，所述施压计为弹性式压力计。

进一步的，所述施压部为自动施压部，所述施压计为传感器式压力计。

本实用新型提供的锂硼合金热稳定性测试装置，能够快速制造出温度恒定的高温环境，热量散失极少，节约能源，能够精确控制试样表面压力，可测量锂硼合金在0℃~800℃的热稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对应本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的锂硼合金热稳定性测试装置的剖面图；

图2为本实用新型的锂硼合金热稳定性测试装置的送样机构俯视图；

图3为本实用新型的锂硼合金热稳定性测试装置的加热装置俯视图。

附图中附图标记所对应的名称为：

施压装置1，第一保温层2，加热装置3，第二保温层4，测温元件5，压力计6，控制柜7，送样机构8。

具体实施方式

以下是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

请参考图1至3中相关各图，本实用新型的一种锂硼合金热稳定性测试装置，包括炉体、送样机构8，施压装置1、控制柜7以及温控系统，所述炉体采用电储热高压电炉丝加热，所述炉体中心插入测温元件5，测温元件5与所述温控系统相连，所述炉体包括上下间隔设置的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分沿所述测温元件对称设置，所述第一部分和所述第二部分均具有第一保温层2、加热装置3以及第二保温层4，所述第一部分的所述第一保温层、所述加热装置以及所述第二保温层沿所述炉体的轴向从上至下依次设置，所述第二部分的所述第二保温层、所述加热装置以及所述第一保温层沿所述炉体的轴向从上至下依次设置，所述送样机构包括两个耐高温部件组成，每一个耐高温部件包括顶部和伸出部，所述顶部呈圆形，所述伸出部和所述顶部连接，所述伸出部呈长条矩形，所述施压装置1包括施压部和压力计6，所述施压部安装在所述炉体的所述第一部分的上端，所述压力计6安装在炉体的所述第二部分的下端，所述施压部和所述压力计6联动，所述控制柜7设于所述炉体的一侧，所述温控系统位于控制柜内。

在一个实施方式中，第一保温层2由石棉材料制成，第二保温层4由云母片材料制成。

在一个实施方式中，所述控制柜7为数字化变频温控系统。

在一个实施方式中，所述炉体加热方式为电阻加热、感应加热、介质加热中的一种。

在一个实施方式中，所述炉体内部使用陶瓷，耐火砖作为保温手段。

在一个实施方式中，所述炉体采用变频加热系统，通过测温元件探测炉体中心温度，所述测温元件为热电偶或者热电阻，所述温控系统根据炉体中心温度调节加热功率。

在一个实施方式中，每一个耐高温部件为碳素钢片或者不锈钢片，表面平整。

在一个实施方式中，所述施压部为手动施压部，所述施压计为弹性式压力计。

在一个实施方式中，所述施压部为自动施压部，通过PLC系统控制电机施压，所述施压计为传感器式压力计。

在一个实施方式中，所述压力计可以设置压力值，当压力计压力值达到设置之后，所述施压部锁死，加压停止，防止压力过大导致锂硼合金变形，结构破坏。

在一个实施方式中，所述炉体采用变频加热方式，所述温控系统通过测温元件探测炉体中心温度，根据炉体中心温度调节加热功率。

在一个实施方式中，所述送样机构由两片耐热耐压耐腐蚀金属片组成，两片金属片的材质外形完全一致，表面平整，顶部为圆形，伸出部为长条矩形。

以下是锂硼合金热稳定性测试流程：首先在干燥间中对锂硼合金片材进行取样，热稳定性样品为圆片样。试样使用白色玻璃纤维纸包覆两层，放入经送样机构8两片耐高温钢片的圆形部分中心，将送样机构8送入炉体中心，启动施压装置1，压力计6压力达到设定值之后施压装置1停止运转。此时加热装置3启动，加热功率为最大值，当炉体中心温度接近设定温度时，加热功率逐渐减小，当测温元件5测得炉体中心温度达到设定温度时，加热装置开始控制恒温，炉体产生热量与环境散失热量保持平衡，炉体中心温度保持恒定。控制柜7在炉体中心温度达到设定温度后开始计时，倒计时结束后，加热装置3停止加热，将螺纹加压装置1解锁，取出送样机构8，打开玻璃纤维纸，观察试样是否有漏锂现象，判断其热稳定性，如无漏锂现象，将温度提高5℃重复上述操作，直至锂硼合金出现漏锂现象，取锂硼合金发生漏锂情况前一次测试温度为锂硼合金保持热稳定性的最高温度。

可以理解的，在另一个实施方式中，所述施压装置1通过PLC系统控制，自动运转螺纹加压，程序控制压力值，测量完毕后自动松开，提高整套装置的自动化程度。

可以理解的，在另一个实施方式中，炉体为不锈钢材质，炉体加热方式为电阻式加热丝加热，炉体内部采用石棉与云母片作为保温材质，上下炉体结构相同，端面保持水平平行，测温元件5为热电偶，位于炉体下部，测温点在炉体中心点，施压装置1为手动式施压部，手动施加压力至设定值，压力计6为弹性压力计，送样机构8为不锈钢材质，耐锂腐蚀性好。此时，锂硼合金热稳定性测试流程为，在干燥间中对锂硼合金片材进行取样，样品为圆片样。试样使用白色玻璃纤维纸包覆两层，放入经送样机构8两片耐高温钢片的圆形部分中心，将送样机构8送入炉体中心，启动施压装置1，压力计6压力达到设定值之后施压装置1停止运转。此时启动加热装置3，加热功率为最大值，当炉体中心温度接近设定温度时，加热功率逐渐减小，当测温元件5测得炉体中心温度达到设定温度时，加热装置开始控制恒温，炉体产生热量与环境散失热量保持平衡，炉体中心温度保持恒定。控制柜7在炉体中心温度达到设定温度后开始计时，倒计时结束后，加热装置3停止加热，将螺纹加压装置1解锁，取出送样机构8，打开玻璃纤维纸，观察试样是否有漏锂现象，判断其热稳定性，如无漏锂现象，将温度提高5℃重复上述操作，直至锂硼合金出现漏锂情况，取锂硼合金发生漏锂情况前一次测试温度为锂硼合金保持热稳定性的最高温度。

可以理解的，在另一个实施方式中，炉体为不锈钢材质，炉体加热方式为电阻式加热管加热4，炉体内部采用陶瓷作为保温材质2，上下炉体结构相同，端面保持水平平行，测温元件5为铂铑热电阻，施压装置1为手动式施压部，手动施加压力至设定值，压力计6为弹性压力计，送样机构8为不锈钢材质，耐锂腐蚀性好。此时，锂硼合金热稳定性测试流程：在干燥间中对锂硼合金片材进行取样，样品为圆片样。试样使用白色玻璃纤维纸包覆两层，放入经送样机构8两片耐高温钢片的圆形部分中心，将送样机构8送入炉体中心，启动施压装置1，压力计6压力达到设定值之后施压装置1停止运转。此时加热装置3启动，加热功率为最大值，当炉体中心温度接近设定温度时，加热功率逐渐减小，当测温元件5测得炉体中心温度达到设定温度时，加热装置开始控制恒温，炉体产生热量与环境散失热量保持平衡，炉体中心温度保持恒定。控制柜7在炉体中心温度达到设定温度后开始计时，倒计时结束后，加热装置3停止加热，将螺纹加压装置1解锁，取出送样机构8，打开玻璃纤维纸，观察试样是否有漏锂现象，判断其热稳定性，如无漏锂现象，将温度提高5℃重复上述操作，直至锂硼合金出现漏锂情况，取锂硼合金发生漏锂情况前一次测试温度为锂硼合金保持热稳定性的最高温度。

可以理解的，在另一个实施方式中，炉体为不锈钢材质，炉体加热方式为电阻式加热丝加热4，炉体内部采用石棉与云母片作为保温材质2，上下炉体结构相同，端面保持水平平行，测温元件5为热电偶，施压装置1为电动式施压部，通过PLC系统控制电机转动施压部施压压力至设定值，压力计6为传感器式压力计，传感器式压力计较为准确，可以快速测量动态压力，实时监测压力值，送样机构8为碳素钢材质，耐锂腐蚀性好。此时，锂硼合金热稳定性测试流程：在干燥间中对锂硼合金片材进行取样，样品为圆片样。试样使用白色玻璃纤维纸包覆两层，放入经送样机构8两片耐高温钢片的圆形部分中心，将送样机构8送入炉体中心，启动施压装置1，压力计6压力达到设定值之后施压装置1停止运转。此时加热装置3启动，加热功率为最大值，当炉体中心温度接近设定温度时，加热功率逐渐减小，当测温元件5测得炉体中心温度达到设定温度时，加热装置开始控制恒温，炉体产生热量与环境散失热量保持平衡，炉体中心温度保持恒定。控制柜7在炉体中心温度达到设定温度后开始计时，倒计时结束后，加热装置3停止加热，将螺纹加压装置1解锁，取出送样机构8，打开玻璃纤维纸，观察试样是否有漏锂现象，判断其热稳定性，如无漏锂现象，将温度提高5℃重复上述操作，直至锂硼合金出现漏锂情况，取锂硼合金发生漏锂情况前一次测试温度为锂硼合金保持热稳定性的最高温度。

本实用新型提供的锂硼合金热稳定性测试装置，能够快速制造出温度恒定的高温环境，热量散失极少，节约能源，能够精确控制试样表面压力，可测量锂硼合金在0℃~800℃的热稳定性。

以上实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都是属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种锂硼合金热稳定性测试装置，其特征在于：包括炉体、送样机构，施压装置、控制柜以及温控系统，所述炉体中心插入测温元件，所述测温元件与所述温控系统相连，所述炉体包括上下间隔设置的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分沿所述测温元件对称设置，所述第一部分和所述第二部分均具有第一保温层、加热装置以及第二保温层，所述第一部分的所述第一保温层、所述加热装置以及所述第二保温层沿所述炉体的轴向从上至下依次设置，所述第二部分的所述第二保温层、所述加热装置以及所述第一保温层沿所述炉体的轴向从上至下依次设置，所述送样机构包括两个耐高温部件组成，每一个所述耐高温部件包括顶部和伸出部，所述顶部呈圆形，所述伸出部和所述顶部连接，所述伸出部呈长条矩形，所述施压装置包括施压部和压力计，所述施压部安装在所述炉体的所述第一部分的上端，所述压力计安装在炉体的所述第二部分的下端，所述施压部和所述压力计联动，所述控制柜设于所述炉体的一侧，所述温控系统位于控制柜内。

2.根据权利要求1所述的一种锂硼合金热稳定性测试装置，其特征在于：所述第一保温层由石棉材料制成，所述第二保温层由云母片材料制成。

3.根据权利要求2所述的一种锂硼合金热稳定性测试装置，其特征在于：所述控制柜为数字化变频温控控制柜。

4.根据权利要求3所述的一种锂硼合金热稳定性测试装置，其特征在于：所述炉体加热方式为电阻加热、感应加热、介质加热中的一种。

5.根据权利要求4所述的一种锂硼合金热稳定性测试装置，其特征在于：所述测温元件为热电偶或者热电阻。

6.根据权利要求5所述的一种锂硼合金热稳定性测试装置，其特征在于：每一个所述耐高温部件为碳素钢片或者不锈钢片。

7.根据权利要求6所述的一种锂硼合金热稳定性测试装置，其特征在于：所述施压部为手动施压部，施压计为弹性式压力计。

8.根据权利要求6所述的一种锂硼合金热稳定性测试装置，其特征在于：所述施压部为自动施压部，施压计为传感器式压力计。

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