CN114813414A - 极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置 - Google Patents

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方健文
崔海涛
苏越
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Abstract

本申请公开了一种极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置，包括：加载件，加载件用于支撑榫头试件和榫槽试件，并向榫头试件施加周期往复的水平疲劳载荷；加热件，加热件设置在榫头试件和榫槽试件下方，用于加热榫头试件和榫槽试件；保温套，保温套包裹加热件；控制件，用于控制加载件和加热件的开启或关闭，以向榫头试件施加水平疲劳载荷和加热榫头试件和榫槽试件，采用多种措施减少进入探测器的热电子，提高了极端高温环境下原位扫描电镜的成像质量，并提升了实验温度的上限。由此，解决了相关技术在高温环境下加热装置或样品产生的热电子干扰探测器对信号电子的收集，使得高温成像品质劣化、图像发白而无法观测到有效信息等问题。

Description

极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置
技术领域
本申请涉及航空发动机技术领域，特别涉及一种极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置。
背景技术
航空发动机涡轮叶片与轮盘之间的榫连接结构是典型的微动疲劳工况，叶片的榫头部位和轮盘的榫槽部位承受交变的接触载荷，从而在榫连接结构的接触部位产生交变的微小位移，使得榫头与榫槽的微动疲劳接触区域发生裂纹萌生、裂纹扩展直至断裂失效。研究榫连接结构微动疲劳问题的关键在于揭示材料在微动疲劳载荷下的损伤演变过程，从而阐明微动疲劳失效机理，原位扫描电镜(In-situ Scanning Electron Microscope，in-situ SEM)技术能够在进行实验的过程中对材料表面进行微观实时观测，是研究材料力学性能和行为的关键手段。
扫描电镜(Scanning Electron Microscope，SEM)工作时，利用聚焦的很窄的高能电子束来扫描样品，通过光束与样品表面的相互作用来产生信号电子，再由探测器对这些电子进行收集和成像以实现对样品表面微观形貌的表征。然而目前的技术问题在于高温环境下的加热装置或样品产生的热电子会干扰探测器对信号电子的收集，使得高温成像品质劣化、图像发白而无法观测到有效信息。先进航空发动机涡轮前温度在1000℃以上，涡轮部件处于极端高温的恶劣环境下，用于涡轮部件的高温合金在高温环境下的力学性能和行为与常温显著不同，研究高温合金的微动疲劳性能和行为十分有必要还原极端高温环境。
相关技术的加热装置为钨电热丝，垫片顶部则用于放置两个试件，起到支撑作用。两个试件的连接方式为榫连接，通过夹头固定榫槽试件，榫头试件则通过加载装置的夹头施加载荷。同时，用不锈钢高温保护罩包住实验装置，可以起到保温以及遮挡热电子的作用，高温罩中心开一个圆孔，用于使用扫描电镜观测。垫片起到了遮挡部分加热丝热电子的作用，这降低了加热丝热电子的影响，从而实现了800℃超高温环境下原位微动疲劳实验。
但是相关技术的方法无法实现高于1000℃的极端高温环境下的成像，原先实验装置的隔热保护罩材料是钢，其隔绝热电子的效果十分有限，且钢本身在高温下也容易大量发射热电子，保护罩的圆孔区域内仍然存在干扰的热电子，导致高于1000℃时扫描电镜成像品质劣化、图像发白而无法观测到有效信息。并且加载夹头、保护罩等辅助装置缺少冷却，这些辅助装置在极端高温环境下会发射热电子、导致成像品质劣化，进而影响扫描电镜成像效果。并且加热丝仍然是处于裸露状态，通电加热到高温时，加热丝产生的热电子数量随着温度提高而急剧上升，严重影响扫描电镜成像、导致成像品质劣化。加热丝的材料是钨，钨加热丝在真空极端高温环境会发生升华、干扰成像、降低成像质量，亟待解决。
发明内容
本申请的实施例提供一种极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置，以解决相关技术在高温环境下加热装置或样品产生的热电子会干扰探测器对信号电子的收集，使得高温成像品质劣化、图像发白而无法观测到有效信息等问题。
本申请的实施例提供一种极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置，包括：加载件，所述加载件用于支撑榫头试件和榫槽试件，并向所述榫头试件施加周期往复的水平疲劳载荷；加热件，所述加热件设置在所述榫头试件和榫槽试件下方，用于加热所述榫头试件和榫槽试件；保温套，所述保温套包裹所述加热件；控制件，用于控制所述加载件和所述加热件的开启或关闭，以向所述榫头试件施加水平疲劳载荷和加热所述榫头试件和榫槽试件。
可选地，在本申请的实施例中，所述加载件包括：夹持平台；夹持所述榫槽试件的第一夹头和夹持所述榫头试件的第二夹头，所述第一夹头和所述第二夹头均设置在所述夹持平台上；液压动力***，所述液压动力***与所述第二夹头相连，用于控制所述第二夹头在水平方向周期往复运动，为所述榫头试件施加水平疲劳载荷；垫片，所述垫片设置于所述榫头试件和所述榫槽试件下方。
可选地，在本申请的实施例中，还包括：屏蔽罩，所述屏蔽罩设置在所述加载件上方，在所述屏蔽罩内形成安装空间，所述屏蔽罩顶部设置有观测孔，通过所述观测孔观测所述榫头事件和榫槽试件的接触区域。
可选地，在本申请的实施例中，还包括：液氮循环管道，所述液氮循环管道设置于所述第一夹头和第二夹头上方和/或下方，用于对所述第一夹头和所述第二夹头进行冷却降温。
可选地，在本申请的实施例中，所述控制件进一步用于调整扫描电镜的电子电压，以降低所述榫头试件和所述榫槽试件接触区域的电子着陆能量。
可选地，在本申请的实施例中，所述加热件包括：加热丝，所述加热丝外包裹所述保温套；热电偶，用于检测所述榫头试件和榫槽试件的温度；温度控制***，所述温度控制***与所述加热丝和所述热电偶相连，用于对所述加热丝的温度进行调节。
可选地，在本申请的实施例中，所述垫片为氮化钛陶瓷材料。
可选地，在本申请的实施例中，所述加热丝为铂铑合金。
可选地，在本申请的实施例中，所述保温套为氧化铝材料。
可选地，在本申请的实施例中，所述屏蔽罩材料为钽。
由此，本申请的实施例具有以下有益效果：
本申请的实施例首先通过加载件支撑榫头试件和榫槽试件，向榫头试件施加周期往复的水平疲劳载荷，继而利用保温套包裹加热件，并通过加热件加热榫头试件和榫槽试件，最后通过控制件控制加载件和加热件的开启或关闭，以向榫头试件施加水平疲劳载荷和加热榫头试件和榫槽试件，采用多种措施减少进入探测器的热电子，提高极端高温环境下原位扫描电镜的成像质量，提升实验温度的上限。由此，解决了相关技术在高温环境下加热装置或样品产生的热电子会干扰探测器对信号电子的收集，使得高温成像品质劣化、图像发白而无法观测到有效信息等问题。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请实施例的极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置的示例图；
图2为本申请一个实施例提供的极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置内部组成结构示意图；
图3为本申请一个实施例提供的极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置实验整体外观示意图；
图4为本申请一个实施例提供的极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置整体结构示意图；
图5为本申请一个实施例提供的极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置(含屏蔽罩)的正面结构示意图；
图6为本申请一个实施例提供的极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置(含屏蔽罩)的侧面结构示意图；
图7为本申请一个实施例提供的极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置(含屏蔽罩)的俯视结构示意图；
图8为本申请一个实施例提供的极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置(不含屏蔽罩)的正面结构示意图；
图9为本申请一个实施例提供的极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置(不含屏蔽罩)的侧面结构示意图；
图10为本申请一个实施例提供的极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置(不含屏蔽罩)的俯视结构示意图。
附图标记说明：榫头试件-001、榫槽试件002、加载件-100、夹持平台-101、第一夹头-102、第二夹头-103、垫片-104、加热件-200、保温套-300、控制件400、左液氮循环管道-501、右液氮循环管道-502、屏蔽罩-600。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置。针对上述背景技术中提到的问题，本申请提供了一种极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置，本申请首先通过加载件支撑榫头试件和榫槽试件，向榫头试件施加周期往复的水平疲劳载荷，继而利用保温套包裹加热件，并通过加热件加热榫头试件和榫槽试件，最后通过控制件控制加载件和加热件的开启或关闭，以向榫头试件施加水平疲劳载荷和加热榫头试件和榫槽试件，从而减少进入探测器的热电子，提高极端高温环境下原位扫描电镜的成像质量，并提升实验温度的上限。由此，解决了相关技术在高温环境下加热装置或样品产生的热电子会干扰探测器对信号电子的收集，使得高温成像品质劣化、图像发白而无法观测到有效信息等问题。
具体而言，图1为本申请实施例的极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置的方框示意图。
如图1所示，该极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置10包括：加载件100、加热件200、保温套300以及控制件400。
具体地，如图2所示，加载件100用于支撑榫头试件001和榫槽试件002，并向榫头试件001施加周期往复的水平疲劳载荷。加热件200设置在榫头试件001和榫槽试件002下方，用于加热榫头试件和榫槽试件。保温套300包裹加热件。控制件400用于控制加载件100和加热件200的开启或关闭，以向榫头试件001施加水平疲劳载荷和加热榫头试件001和榫槽试件002。
需要说明的是，上述极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置10的核心部分，如上述加载件100、加热件200、保温套300以及控制件400等，均位于扫描电镜的真空腔内，该核心部分的外观整体形状为圆柱形，如图3所示。
可选地，在本申请的一个实施例中，如图2所示，加载件100包括：夹持平台101；夹持榫槽试件002的第一夹头102和夹持榫头试件001的第二夹头103，第一夹头102和第二夹头103均设置在夹持平台101上；液压动力***(图中未示出)，液压动力***与第二夹头103相连，用于控制第二夹头103在水平方向周期往复运动，为榫头试件001施加水平疲劳载荷；垫片104，垫片104设置于榫头试件001和榫槽试件002下方。
具体地，在一个具体的实施例中，如图4所示，加载件包括夹持平台、两个夹头、垫片、液压动力***以及计算机A。两个夹头用来夹持试件，其中一个夹头夹持榫槽试件并且在实验时保持固定，另一个夹头夹持榫头试件，并与液压动力***相连，液压动力***控制夹持榫头试件的夹头往复运动，从而对榫头试件施加拉-拉疲劳载荷，进而在接触区域形成微动疲劳载荷。
细长的垫片搭在两个夹头上，垫片上方用于放置试件，其中，垫片有多个作用，首先，其对试件起到支撑作用，承托起榫头试件和榫槽试件，使得两试件在拉-拉疲劳载荷下，正确地构成微动疲劳接触工况；其次，本申请的实施例中，垫片由可耐极端高温的氮化钛陶瓷材料制成，在高温环境下产生的热电子较少，对扫描电镜的成像干扰较小，从而消减了热电子对成像的干扰，提高了极端高温下的扫描电镜成像质量。
可以理解的是，上述液压动力***受到计算机A控制，从而达到控制载荷大小、频率等参数的目的，还能控制整个试验的进行、暂停与终止。
可选地，在本申请的一个实施例中，如图2和图4所示，加热件200包括：加热丝201，加热丝201外包裹保温套300；热电偶，用于检测榫头试件001和榫槽试件002的温度；温度控制***，温度控制***与加热丝201和热电偶相连，用于对加热丝201的温度进行调节。
在一些实施例中，加热件200包括氧化铝套包裹的铂铑合金加热丝201、热电偶、温度控制***以及供电装置，并位于实验装置内部与外部的交联部分，如图4所示。
具体地，由于加热丝是温度极高、容易发射热电子的部件，在本申请的实施例中，选用铂铑合金制作电加热丝。相比于一般的钨丝，铂铑合金在高温真空环境下不易升华挥发，从而降低了对成像品质的干扰。同时，在本申请的实施例中，使用耐高温的氧化铝材料制成的保温套包裹加热丝，加热丝产生的热电子被保温套屏蔽而无法外溢，从而可以降低加热丝的热电子发射，进而能够减少加热丝发射的热电子对扫描电镜成像的影响。此外，在本申请的实施例中，通过将加热丝被隔绝在垫片下方，使得加热丝发射的热电子能够被垫片遮挡屏蔽，也起到了避免热电子继续向上运动到达扫描电镜探头的作用，进一步降低了对成像品质的干扰。
可以理解的是，通过采取上述多项措施，不仅有效减少了热电子对扫描电镜成像的干扰，同时也提升了高温下扫描电镜成像品质，使其能够在高于1000℃的极端高温环境下实时观测试件表面的微观结构损伤演化。
在实验过程中，先给加热丝通电，加热丝温度上升后，通过辐射加热的方式加热试件，热电偶实时将试件的温度反馈给温度控制***，从而确保试件稳定处于设定温度。
可选地，在本申请的一个实施例中，如图2和图4所示，极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置10还包括：液氮循环管道(本申请的实施例分别在第一夹头和第二接头位置设置左液氮循环管道-501和右液氮循环管道-502)，液氮循环管道设置于第一夹头102和第二夹头103上方和/或下方，用于对第一夹头102和第二夹头103进行冷却降温。
需要说明的是，上述液氮循环管道也处在实验装置内部与外部的交联部分，该液氮循环管道能够对第一夹头、第二夹头进行冷却，使得第一夹头、第二夹头温度降低，温度降低后的加载夹头的材料热电子发射会降低，从而消减了热电子干扰、使得扫描电镜成像品质提升。在本申请的实施例中，只需微动接触区域的温度达到并处于目标温度即可，因此夹头的温度降低并不影响实验的成功与否。
此外，在本申请的实施例中，基于液氮循环管道的液氮冷却***也降低了微动接触区以外非重点观测区域的温度，从而降低了非重点观测区域装置的热电子发射，进一步提升高温SEM成像品质。
可选地，在本申请的一个实施例中，如图3所示，极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置10还包括：屏蔽罩600，屏蔽罩600设置在加载件100的上方，在屏蔽罩600内形成安装空间，屏蔽罩600顶部设置有观测孔，通过观测孔观测榫头试件001和榫槽试件002的接触区域。
在本申请的实施例中，屏蔽罩选用金属钽而非高温钢制作而成，由于金属钽能够耐极端高温，相比于高温钢耐温，保温效果更好，在相同加热功率情况下，试件的温度更高，间接地提高了加热装置的加热范围，此外钽材料耐温高，相对一般材料高温下热电子发射少，从而降低了屏蔽罩的热电子发射，进而提升高温成像品质，因此钽屏蔽罩能够将热电子隔绝在屏蔽罩以内，而不到达扫描电镜探头，从而显著提升热电子隔绝效果。在钽屏蔽罩预留顶部小孔，以供微动接触区域发射的二次电子到达扫描电镜探头，进而形成二次电子成像，获得二次电子显微观测图像。
可以理解的是，在上述实验装置中，榫头试件和榫槽试件的连接方式为榫连接，试件的材料为高温合金，榫头和榫槽试件的接触区域在扫描电子显微镜的正下方，使得整个接触区域都能通过扫描电镜观察到，从而有利于观测到裂纹萌生、扩展的全过程，具体观测过程下述进行详细介绍。
可选地，在本申请的一个实施例中，控制件进一步用于调整扫描电镜的电子电压，以降低榫头试件和榫槽试件接触区域的电子着陆能量。
在本申请的实施例中，接触区域的损伤演化的过程可以通过原位扫描电镜进行实时观测。此外，在本申请的实施例中，还包括一台计算机(计算机B)，计算机B安装有扫描电镜的控制软件，如图4所示。将试件装入真空腔并且完成对焦后，通过调整控制软件的参数的方式调整扫描电镜的电子电压，从而降低热电子的影响。
可以理解的是，本申请的实施例在进行实时观测时，通过计算机B调整扫描电镜的电子电压，不仅降低扫描电镜的电子束到达试件的着陆能量，抑制热电子溢出，同时也减少了光路畸变、获得更小的束斑直径、改善了SEM高温成像信噪比，从而提升了扫描电镜成像品质，获得了更为清晰的图像。
此外，计算机B还能拍摄和存储扫描电镜图像，后续用于损伤过程和失效机理分析。
上述极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置包含屏蔽罩的正面、侧面以及俯视外形结构如图5-图7所示，取下屏蔽罩后，该装置的正面、侧面以及俯视外形结构如图8-图10所示。
本申请的极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置使用方法为：
首先，将夹持平台从扫描电镜的真空腔体取出，装上垫片、试件，安装其他辅助装置，盖上屏蔽罩，然后将装配好的实验装置推入扫描电镜的真空腔体中，进行密封后打开扫描电镜的真空装置将整个腔体抽成真空。
其次，开启加热件，使得扫描电镜真空腔达到设定温度；然后，启动扫描电镜，进行调焦直至清楚看到试件表面微观结构；接着，启动液压动力***，开始为试件施加拉-拉疲劳载荷，实时通过计算机屏幕观测，并且拍摄和保存试件的微动疲劳损伤演化的过程。
最后，实验结束后，按照启动实验的相反顺序依次关闭液压动力***、扫描电镜、温度控制***、关闭真空装置，取出夹持平台后依次取下试件、垫片和其他辅助装置。
根据本申请实施例提出的极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置，首先通过加载件支撑榫头试件和榫槽试件，向榫头试件施加周期往复的水平疲劳载荷，继而利用保温套包裹加热件，并通过加热件加热榫头试件和榫槽试件，最后通过控制件控制加载件和加热件的开启或关闭，以向榫头试件施加水平疲劳载荷和加热榫头试件和榫槽试件，采用多种措施减少进入探测器的热电子，提高极端高温环境下原位扫描电镜的成像质量，提升实验温度的上限。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

Claims (10)

1.一种极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置，其特征在于，包括：
加载件，所述加载件用于支撑榫头试件和榫槽试件，并向所述榫头试件施加周期往复的水平疲劳载荷；
加热件，所述加热件设置在所述榫头试件和榫槽试件下方，用于加热所述榫头试件和榫槽试件；
保温套，所述保温套包裹所述加热件；
控制件，用于控制所述加载件和所述加热件的开启或关闭，以向所述榫头试件施加水平疲劳载荷和加热所述榫头试件和榫槽试件。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加载件包括：
夹持平台；
夹持所述榫槽试件的第一夹头和夹持所述榫头试件的第二夹头，所述第一夹头和所述第二夹头均设置在所述夹持平台上；
液压动力***，所述液压动力***与所述第二夹头相连，用于控制所述第二夹头在水平方向周期往复运动，为所述榫头试件施加水平疲劳载荷；
垫片，所述垫片设置于所述榫头试件和所述榫槽试件下方。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
屏蔽罩，所述屏蔽罩设置在所述加载件上方，在所述屏蔽罩内形成安装空间，所述屏蔽罩顶部设置有观测孔，通过所述观测孔观测所述榫头事件和榫槽试件的接触区域。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：
液氮循环管道，所述液氮循环管道设置于所述第一夹头和第二夹头上方和/或下方，用于对所述第一夹头和所述第二夹头进行冷却降温。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制件进一步用于调整扫描电镜的电子电压，以降低所述榫头试件和所述榫槽试件接触区域的电子着陆能量。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热件包括：
加热丝，所述加热丝外包裹所述保温套；
热电偶，用于检测所述榫头试件和榫槽试件的温度；
温度控制***，所述温度控制***与所述加热丝和所述热电偶相连，用于对所述加热丝的温度进行调节。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，
所述垫片为氮化钛陶瓷材料。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述加热丝为铂铑合金。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述保温套为氧化铝材料。
10.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，
所述屏蔽罩材料为钽。
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CN116519727A (zh) * 2023-03-21 2023-08-01 浙江大学 一种扫描电子显微镜及其样品微观结构演化的观测方法
WO2023226224A1 (zh) * 2022-05-27 2023-11-30 南京航空航天大学 极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3005735B1 (fr) * 2013-05-17 2016-01-01 Turbomeca Banc d'essai combinant sollicitation tribologique haute frequence et fatigue oligocyclique
CN207516011U (zh) * 2017-11-16 2018-06-19 清华大学 高温原位微动疲劳实验***
CN108732035B (zh) * 2018-04-28 2020-07-28 南京航空航天大学 一种榫连接结构的高温微动疲劳寿命测试方法
CN111443103B (zh) * 2020-03-11 2022-02-15 南京航空航天大学 超高温原位微动疲劳实验***
CN114813414A (zh) * 2022-05-27 2022-07-29 南京航空航天大学 极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023226224A1 (zh) * 2022-05-27 2023-11-30 南京航空航天大学 极端高温原位榫连接微动疲劳实验装置
CN116519727A (zh) * 2023-03-21 2023-08-01 浙江大学 一种扫描电子显微镜及其样品微观结构演化的观测方法
CN116519727B (zh) * 2023-03-21 2024-03-26 浙江大学 一种扫描电子显微镜及其样品微观结构演化的观测方法

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