赛特瑞 STR-AET-1700 型

耐火材料全自动热膨胀仪(热膨胀试验炉)

Automatic Thermal Expansion Analyzer / Expansion Test Furnace

详细技术方案(2025 版)

一、概述简介

STR-AET-1700热膨胀试验炉是赛特瑞依据 GB/T 7320-2018、ISO 8894-1:2010 开发的 1700 ℃ 级全自动热膨胀测试平台。

热膨胀试验炉设备采用“示差顶杆法”原理,可连续测定耐火材料、陶瓷、玻璃、金属等固体试样在 20–1700 ℃ 范围内的线性膨胀量、线膨胀系数、软化点、烧结动力学曲线。系统标配 0.1 μm 分辨率光栅位移传感器与 AI 图像识别复核模块,支持升温/恒温/降温三段全自动测试,为研发、质检、教学提供高精度热膨胀数据。

二、遵循标准

GB/T 7320-2018《耐火材料 热膨胀试验方法》

ISO 8894-1:2010《Refractory materials — Determination of thermal expansion》

EN 993-19:2004《Dense shaped refractory products — Part 19: Determination of thermal expansion》

ASTM C832-21《Standard Test Method for Linear Thermal Expansion of Refractory Materials》

设备安全:GB 5959.1-2021、CE LVD 2014/35/EU

三、用途

耐火砖、浇注料、纤维制品线性膨胀系数 α-T 曲线测定;

抗氧化剂(Si、Al、B₄C)对 MgO-C 砖膨胀抑制效果评价;

玻璃、陶瓷、釉料软化点、烧结收缩、相变温度判定;

第三方质检:出具权威 α 值及软化温度报告。

四、测试原理

将 φ20 mm×50 mm(或 40×40×160 mm)圆柱试样置于高纯刚玉管中央,顶端与氧化铝顶杆接触;炉体以 0–20 ℃/min 程序升温,试样膨胀推动顶杆,光栅位移传感器实时测量长度变化 ΔL,自动计算:

线膨胀系数 α = ΔL / (L₀·ΔT)

系统同步采集温度、位移、图像,自动绘制 ΔL-T、α-T、膨胀率-T 曲线,并标记软化点、相变点。

五、主要技术参数

设备名称:耐火材料全自动热膨胀仪(热膨胀试验炉)

英文名称:Automatic Thermal Expansion Analyzer / Expansion Test Furnace

设备型号:STR-AET-1700

设备结构:立式上开门,顶杆示差法,氧化铝导轨,双层水冷炉壳,内置光栅位移系统

测试温度范围:20–1700 ℃(短时 1750 ℃)

升温速率:0–20 ℃/min 可设,步进 0.1 ℃/min

控温精度:≤±1 ℃(稳态)

位移测量范围:±10 mm(可扩展 ±20 mm)

位移分辨率:0.1 μm(光栅尺)

试样尺寸:φ6/10/20×50 mm,40×40×160 mm,可定制

试样数量:1–4 个/次(可选多工位)

测试气氛:自然空气(标配);Ar/N2(选配);预抽真空(选配)

顶杆材质:99.5 % 高纯刚玉,静摩擦力 <0.02 N

导轨系统:进口直线导轨 + 氧化铝陶瓷套,无回弹误差

数据采集:20 Hz 连续记录,自动计算 α、膨胀率、软化点

电源:380 V 50 Hz,总功率 9 kW

冷却水:去离子水,流量 ≥2 L/min,压力 0.1–0.3 MPa

外形尺寸:950×900×1800 mm(含 CCD 支架)

净重:580 kg

六、可增选配置

D1 多工位转盘:一次 4 个试样,旋转定位,效率提升 4 倍

D2 可控 O?/N? 模块:质量流量 0–5 L/min,满足氧化/还原气氛测试

D3 真空系统:机械泵 + 扩散泵,极限真空 5×10?3 Pa,满足特种陶瓷研究

D4 高温摄像头:1400 ℃ 级针孔镜头,实时观察试样软化形貌

D5扩展低温模块:-60–200 ℃,液氮制冷,满足低温膨胀标定

七、结构特点(模块与结构详细描述)

炉壳模块

双层水冷:内层 3 mm 耐热不锈钢 310S,外层 2 mm 碳钢喷塑;设观察窗、排烟口、电缆密封头,表面温升 ≤30 ℃。

加热模块

8 支 U 型 MoSi2 棒,环形均布,冷端加长 150 mm,铝编织带软连接;采用 △-Y 双功率接线,延长低温段寿命 15 %。

位移测量模块

光栅尺 0.1 μm 分辨率,设石英保护罩,防止热辐射与气流干扰;具备自动去皮、漂移补偿、数据缓存功能。

顶杆-导轨模块

99.5 % 高纯刚玉顶杆,静摩擦力 <0.02 N;进口直线导轨 + 氧化铝陶瓷套,无回弹误差,重复精度 ±0.5 μm。

气氛模块

Bronkhorst 质量流量控制器,Ar/N? 自动切换,具备回火防止阀、单向阀;炉膛微正压 0–5 kPa,超压自动排放。

安全模块

门限开关:炉门开启→自动切断加热与电机;

防爆阀:炉膛超压 ≥0.12 MPa 自动泄压;

断水报警:流量 <1 L/min 立即停机并声光提示。

八、标准配置

主机(炉体+位移+加热) 1 套

硅钼棒 8 支(已安装) + 备用 2 支

B 型热电偶 4 支(已安装) + 备用 2 支

光栅位移传感器 1 套

高纯刚玉顶杆 2 支(1 用 1 备)

氧化铝导轨套 1 套

控制软件 U 盘 1 只

操作手册(含 SOP、校准记录表) 1 份

高温手套、坩埚钳、冷却水管 1 套

出厂合格证、保修卡 1 份

九、易损件与使用寿命

名称	寿命参考	更换提示
硅钼棒	150–200 次(1700 ℃)	电阻 >1.2 倍初始值或断棒
石英保护罩	1–1.5 年	失透、裂纹
氟醚 O-ring	6–12 月	表面龟裂或弹性下降
光栅尺	5 年	漂移 >±2 μm/10 h
纤维保温内衬	5 年	出现粉化 ≥5 mm 需挖补

十、售后质保

整机 12 个月,加热元件、热电偶、光栅尺 6 个月(非人为);

质保期内免费上门校准 1 次;软件终身免费升级;

故障 24 h 响应,国内 48 h 到场;境外 72 h 提供解决方案;

提供 10 年备件托管,确保生产连续性。

十一、包装运输

小件(光栅尺、热电偶、备件):双层纸箱 + 泡沫 + 胶合板箱,符合 GB/T 13384;

主机:PE 缠绕膜 + 防潮袋 + 防震角 + 熏蒸木托,四角螺栓固定,适合叉车与吊装;

运输标识:易碎、向上、防雨、重心、限高 2 层;

随货提供装箱单、木箱消毒证、非危保函。

十二、使用注意事项(含加热元件)

首次烘炉:RT→300 ℃(2 h)→600 ℃(2 h)→1000 ℃(1 h)→1700 ℃(30 min);

硅钼棒低温段(≤300 ℃)禁止振动,防止脆断;

冷却水必须采用去离子水,电导率 ≤5 μS/cm,断水立即停机;

顶杆与试样接触力 ≤0.5 N,禁止过压导致试样碎裂;

炉膛严禁通入含 HF、KOH、NaOH 等强腐蚀气体;

实验结束,先停加热→继续通水 15 min→停水,防止热冲击;

每月检查铜排螺栓紧固力矩 15 N·m,防止接触不良烧棒;

长期停用每半月通电 30 min,防止电控受潮。

十三、操作方法(SOP 级)

13.1 实验前

a) 检查冷却水、电源、接地;

b) 制备 φ20×50 mm 试样,烘干、测量初始长度 L?;

c) 将试样装入刚玉管,顶杆轻触,记录初始位移。

13.2 升温测试

设定升温程序:RT→1700 ℃,5 ℃/min;

软件实时记录 ΔL、T,自动计算 α、膨胀率;

标记软化点、相变点。

13.3 结束与冷却

程序降温 ≤10 ℃/min 至 200 ℃ 以下;

取出试样,测量残余长度;

导出 ΔL-T、α-T 曲线与报告。

十四、专业操作声明

本设备为 1700 ℃ 级高温-精密位移综合系统,涉及高压、高温、脆性材料及贵重光学器件。任何误操作均可能造成设备损毁、传感器永久损坏、人员灼伤或有害气体暴露。因此:

仅允许经过高温实验与精密位移培训并考核合格的技术人员操作;

任何维修、校准须由制造商或授权工程师执行;

用户单位须为操作者配备耐高温防护服、面罩及应急洗眼器;

制造商对违反操作规程造成的一切损失保留免责权利。

洛阳赛特瑞高温设备工程技术部 

2025-10-04