專利名稱：一種組合熱膨脹裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱膨脹技術(shù)領(lǐng)域。
以往技術(shù)文獻中描述的方法都是加熱單根熱膨脹棒(文獻1,Anovel pulling device for crystal growth,He Yizong,Zhou Fang,Review of Scientific Instruments,Vol 70,Iss11,(1999)4313；文獻2，專利申請?zhí)?9121959.7)，對需要大膨脹量時，則裝置的體積過大。
本發(fā)明目的是克服已有技術(shù)的不足，組合多根熱膨脹棒，使單根較短的膨脹棒的膨脹量可以相加，從而得到較大總膨脹量，同時也大大減少了裝置的體積。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的(見

圖1)1)將熱膨脹系數(shù)較大的n型金屬或合金棒4罩在熱膨脹系數(shù)較小的幾型金屬或合金或陶瓷或無機材料棒5上，并使其底端相接。2)將步驟1)完成的系統(tǒng)罩在熱膨脹系數(shù)較大的柱型金屬或合金棒6上，并使其頂端相接。3)將步驟2)完成的系統(tǒng)放入爐體，并由爐體底部的熱膨脹棒固定盤7使其與爐殼1牢固連接。4)接通加熱電源開關(guān)，使加熱膨脹棒的發(fā)熱體3升溫。
根據(jù)線性熱膨脹系數(shù)的定義α=dL/(L0dT)，可以得到△L=L0αΔT，式中ΔL代表單根熱膨脹棒的長度增量，ΔT代表溫度增量。設(shè)熱膨脹棒4,5,6的長度分別是L4,L5,L6，膨脹系數(shù)分別為α1,α2,α3，當整個系統(tǒng)溫度增量是ΔT時，則總膨脹位移量ΔL=L4α1ΔT-L5α2ΔT+L6α3ΔT。
根據(jù)需要，還可采用多根熱膨脹棒套疊在一起。取各根熱膨脹棒的初始長度相等，并以L0表示；n代表外層膨脹系數(shù)較大的金屬或合金的根數(shù)；設(shè)內(nèi)外兩層熱膨脹棒的膨脹系數(shù)相同，以α2表示，中間一層為膨脹系數(shù)較小的熱膨脹棒，膨脹系數(shù)為α1(α2＞α1)；設(shè)溫場是均勻的，則利用本發(fā)明的整個系統(tǒng)的總膨脹位移量△L=(n-1)L0(α2-α1)ΔT+L0α2ΔT。
本發(fā)明將若干熱膨脹系數(shù)不同的材料的組合起來，便可使膨脹系數(shù)較大的材料棒的膨脹量可以相互疊加，而又不致使整個膨脹裝置尺度過大。
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步說明圖1本發(fā)明的組合熱膨脹裝置其中1，爐殼 2，保溫材料 3，加熱膨脹棒的發(fā)熱體4,6，膨脹系數(shù)較大的金屬或合金棒5，膨脹系數(shù)較小的金屬或合金或陶瓷或無機材料棒7，熱膨脹棒固定盤實施例(1)取膨脹系數(shù)為α2=21.0×10-6K-1的，初始長度為1米的，n型合金黃銅棒4罩在膨脹系數(shù)α1=8.8×10-6K-1的，初始長度為1米的，幾型氧化鋁棒5上，并使其底端相接。(2)將步驟(1)完成的系統(tǒng)罩在膨脹系數(shù)為α2=21.0×10-6K-1的，初始長度為1米的，柱型合金黃銅棒6上，并使其頂端相接。(3)將步驟(2)完成的系統(tǒng)放入爐體，并由爐體底部的熱膨脹棒固定盤7使其與爐殼1牢固連接。(4)接通加熱電源開關(guān)，使加熱膨脹棒的發(fā)熱體3升溫。理論值n=2,L0=1米；ΔT=(516-16)℃，ΔL=(n-1)L0(α2-α1)ΔT+L0α2ΔT=16.6mm。實驗值ΔL≈16mm。
權(quán)利要求
1，一種組合熱膨脹裝置，其特征在于由三根熱膨脹棒(4),(5),(6)及熱膨脹棒固定盤(7)和爐體構(gòu)成，其中將熱膨脹系數(shù)較大的n型金屬或合金棒(4)罩在熱膨脹系數(shù)較小的幾型金屬或合金或陶瓷或無機材料棒(5)上，并使其底端相接；將以上完成的系統(tǒng)罩在熱膨脹系數(shù)較大的柱型金屬或合金棒(6)上，并使其頂端相接；再將以上完成的系統(tǒng)放入爐體，并由爐體底部的熱膨脹棒固定盤(7)使其與爐殼(1)牢固連接。
2，按權(quán)利要求1所述的組合熱膨脹裝置，其特征還在于還可以采用三根以上的熱膨脹棒套疊在一起組成熱膨脹裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱膨脹技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將若干熱膨脹系數(shù)不同的材料組合套接起來,使膨脹系數(shù)較大的n型膨脹棒罩在膨脹系數(shù)較小的幾型材料棒上,底部相接,再將其罩在膨脹系數(shù)較大的柱型熱膨脹棒上,頂部相接,便可使整個膨脹系統(tǒng)膨脹量相互疊加。而又不致使整個膨脹裝置的尺度過大。
文檔編號F28F21/00GK1304026SQ0010004
公開日2001年7月18日 申請日期2000年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月7日
發(fā)明者何亦宗, 郎佩琳, 周放, 趙忠賢 申請人:中國科學(xué)院物理研究所