專利名稱：用于聚合物材料成型加工過程施加磁場的磁場發(fā)生器極頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于聚合物材料成型加工過程施加磁場的磁場發(fā)生器極頭。
背景技術(shù)：
磁現(xiàn)象是物質(zhì)最基本的現(xiàn)象之一，任何物質(zhì)都具有或弱或強(qiáng)的磁性，都可能對(duì)外磁場的 作用產(chǎn)生不同程度的響應(yīng)。目前，利用磁場輔助研發(fā)新型、高性能聚合物材料已成為材料科 學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。
隨著實(shí)驗(yàn)手段的提高、量子化學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，外磁場對(duì)化學(xué)反應(yīng)影響的基礎(chǔ)理 論和實(shí)驗(yàn)研究取得了較大的突破，有大量文獻(xiàn)報(bào)道了外施磁場對(duì)聚合物的平均分子量、立體 構(gòu)型和性能、分子排列的規(guī)整性、聚合產(chǎn)率、反應(yīng)速率等的影響。近期還有學(xué)者研究了磁場 處理對(duì)聚合物的結(jié)晶行為和物理-機(jī)械性能等的影響。為研究磁場處理對(duì)聚合物及聚合物基 復(fù)合材料性能的影響，需通過磁場發(fā)生器在聚合物材料的熱壓成型加工和交聯(lián)(硫化、固化 )反應(yīng)過程中施加磁場。通常熱塑性聚合物的成型加工溫度在90-30(TC之間，熱固性聚合物 的交聯(lián)(硫化、固化)反應(yīng)根據(jù)其配方體系的不同，反應(yīng)溫度一般在室溫至25(TC之間?，F(xiàn) 有磁場發(fā)生器的可加熱極頭通過置于其內(nèi)部的加熱棒來進(jìn)行加熱，這種方式對(duì)極頭的加熱不 均勻，并且在加熱過程中不能準(zhǔn)確地控制極頭的溫度，使得不能在施加磁場的同時(shí)，滿足聚 合物材料的熱壓成型加工和交聯(lián)(硫化、固化)反應(yīng)對(duì)溫度的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有磁場發(fā)生器的可加熱極頭在加熱過程中不能被準(zhǔn)確地控制 溫度，使得不能在施加磁場的同時(shí)，滿足聚合物材料的熱壓成型加工和交聯(lián)(硫化、固化) 反應(yīng)對(duì)溫度的要求的問題，提出了一種用于聚合物材料成型加工過程施加磁場的磁場發(fā)生器 極頭。
本發(fā)明包括第一極頭、第二極頭和第三極頭，它還包括第一隔熱層、加熱片、石棉層、 熱電偶和溫度控制器，所述加熱片由云母板、電阻絲和兩片絕緣板組成，電阻絲螺旋纏繞于 云母板上，云母板由兩片絕緣板夾接固定；
第一極頭和第三極頭分別為圓臺(tái)體，第二極頭為圓柱體，第一極頭的大端具有第一圓形 凹槽，第一圓形凹槽內(nèi)設(shè)置第一隔熱層，第一極頭的小端面與第二極頭的上端面圓周重合并固定連接，第二極頭的下端具有第二圓形凹槽，第二圓形凹槽內(nèi)設(shè)置加熱片和石棉層，加熱 片在石棉層的外側(cè)，第二極頭的下端面與第三極頭的大端面圓周重合并固定連接；
所述第三極頭的側(cè)壁開有圓孔，熱電偶的工作端插入所述的圓孔內(nèi)并與圓孔內(nèi)壁觸接， 熱電偶的冷端連接溫度控制器的溫度信號(hào)輸入端，溫度控制器的兩個(gè)電壓信號(hào)輸出端分別連 接電阻絲的兩端。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
本發(fā)明由加熱片通電產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)化為熱能對(duì)極頭傳導(dǎo)加熱，在加熱的過程中通過熱電 偶和溫度控制器的配合控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)極頭溫度的準(zhǔn)確調(diào)控，滿足了在聚合物及聚合物基 復(fù)合材料的熱壓成型加工和交聯(lián)(硫化、固化)反應(yīng)過程中對(duì)溫度的需要；本發(fā)明極頭的最 上端橫截面到最下端截面從大變小，有利于磁場強(qiáng)度的集中；第一隔熱層可防止熱量向與極 頭連接的極柱方向擴(kuò)散。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是實(shí)施方式二中兩片半圓形的云母板上纏繞電阻絲的結(jié) 構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖l說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括第一極頭l、第二極頭 2和第三極頭3，它還包括第一隔熱層4、加熱片5、石棉層6、熱電偶8和溫度控制器9，所述 加熱片5由云母板5-l、電阻絲5-2和兩片絕緣板5-3組成，電阻絲5-2螺旋纏繞于云母板5-l上 ，云母板5-l由兩片絕緣板5-3夾接固定；
第一極頭1和第三極頭3分別為圓臺(tái)體，第二極頭2為圓柱體，第一極頭l的大端具有第一 圓形凹槽，第一圓形凹槽內(nèi)設(shè)置第一隔熱層4，第一極頭1的小端面與第二極頭2的上端面圓 周重合并固定連接，第二極頭2的下端具有第二圓形凹槽，第二圓形凹槽內(nèi)設(shè)置加熱片5和石 棉層6，加熱片5在石棉層6的外側(cè)，第二極頭2的下端面與第三極頭3的大端面圓周重合并固 定連接；
所述第三極頭3的側(cè)壁開有圓孔3-1，熱電偶8的工作端插入所述的圓孔3-l內(nèi)并與圓孔 3-l內(nèi)壁觸接，熱電偶8的冷端連接溫度控制器9的溫度信號(hào)輸入端，溫度控制器9的兩個(gè)電壓 信號(hào)輸出端分別連接電阻絲5-2的兩端。
本發(fā)明通過熱電偶8對(duì)極頭測溫之后，將溫度信號(hào)傳遞給溫度控制器9，再由溫度控制器 9控制輸出電壓進(jìn)而調(diào)控極頭的溫度，可滿足聚合物及聚合物基復(fù)合材料的熱壓成型加工和 交聯(lián)(硫化、固化)反應(yīng)過程中對(duì)溫度的準(zhǔn)確調(diào)控，滿足極頭的溫度在室溫至30(TC之間的可調(diào)控。
溫度控制器9可選用余姚市長江溫度儀表廠生產(chǎn)的型號(hào)為XMT-ED的數(shù)顯溫控儀；熱電偶8 可選用上海上龍電氣有限公司長瓏儀表廠生產(chǎn)的型號(hào)為WRET的熱電偶。
具體實(shí)施方式
二下面結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同之處 在于云母板5-l為相互間呈軸對(duì)稱設(shè)置的兩片半圓形云母板，電阻絲5-2沿長度方向按相同的 匝距依次螺旋纏繞于每片半圓形的云母板上。其它組成及連接關(guān)系與實(shí)施方式一相同。
由于電阻絲在每片半圓形的云母板上纏繞的匝距相同，則由電能轉(zhuǎn)化的熱能分布均勻， 同時(shí)由于石棉層的均熱性能，使得熱量均勻傳導(dǎo)給極頭，實(shí)現(xiàn)了對(duì)極頭的均勻加熱。加熱片 5的加熱功率可根據(jù)實(shí)際需要通過改變加熱電阻絲5-2的長度來進(jìn)行調(diào)整。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與實(shí)施方式二的不同之處在于電阻絲5-2在兩片半圓形的 云母板上的繞線方向相反。其它組成及連接關(guān)系與實(shí)施方式二相同。
由于電阻絲在云母板上纏繞的匝距相同，并且繞線方向相反，當(dāng)對(duì)電阻絲通電時(shí)，由電 流產(chǎn)生的磁場方向相反并且大小近似相等，兩個(gè)相反方向的磁場相互削弱，從而減小由于通 電加熱產(chǎn)生的附加磁場對(duì)磁頭間工作磁場的影響。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與實(shí)施方式一或二或三的不同之處在于它還包括第二隔熱 層7，所述第二極頭2的上端具有第三圓形凹槽，第三圓形凹槽內(nèi)設(shè)置第二隔熱層7。其它組 成及連接關(guān)系與實(shí)施方式一或二或三相同。
設(shè)置第二隔熱層7可進(jìn)一步防止電阻絲5-2加熱產(chǎn)生的熱能向與極頭連接的極柱方向的擴(kuò) 散，進(jìn)一步減少熱能的損失。
第一極頭l、第二極頭2和第三極頭3的材質(zhì)可用鐵或鐵鈷合金，鐵能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場 ，并且廉價(jià)；鐵鈷合金的價(jià)格比鐵要高，但產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度大于鐵，可根據(jù)不同的需要進(jìn)行 選擇。
權(quán)利要求
1.用于聚合物材料成型加工過程施加磁場的磁場發(fā)生器極頭，它包括第一極頭(1)、第二極頭(2)和第三極頭(3)，其特征在于它還包括第一隔熱層(4)、加熱片(5)、石棉層(6)、熱電偶(8)和溫度控制器(9)，所述加熱片(5)由云母板(5-1)、電阻絲(5-2)和兩片絕緣板(5-3)組成，電阻絲(5-2)螺旋纏繞于云母板(5-1)上，云母板(5-1)由兩片絕緣板(5-3)夾接固定；第一極頭(1)和第三極頭(3)分別為圓臺(tái)體，第二極頭(2)為圓柱體，第一極頭(1)的大端具有第一圓形凹槽，第一圓形凹槽內(nèi)設(shè)置第一隔熱層(4)，第一極頭(1)的小端面與第二極頭(2)的上端面圓周重合并固定連接，第二極頭(2)的下端具有第二圓形凹槽，第二圓形凹槽內(nèi)設(shè)置加熱片(5)和石棉層(6)，加熱片(5)在石棉層(6)的外側(cè)，第二極頭(2)的下端面與第三極頭(3)的大端面圓周重合并固定連接；所述第三極頭(3)的側(cè)壁開有圓孔(3-1)，熱電偶(8)的工作端插入所述的圓孔(3-1)內(nèi)并與圓孔(3-1)內(nèi)壁觸接，熱電偶(8)的冷端連接溫度控制器(9)的溫度信號(hào)輸入端，溫度控制器(9)的兩個(gè)電壓信號(hào)輸出端分別連接電阻絲(5-2)的兩端。
2 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于聚合物材料成型加工過程施加磁場的磁 場發(fā)生器極頭，其特征在于云母板(5-1)為相互間呈軸對(duì)稱設(shè)置的兩片半圓形云母板，電 阻絲(5-2)沿長度方向按相同的匝距依次螺旋纏繞于每片半圓形的云母板上。
3 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于聚合物材料成型加工過程施加磁場的磁 場發(fā)生器極頭，其特征在于電阻絲(5-2)在兩片半圓形的云母板上的繞線方向相反。
4 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于聚合物材料成型加工過程施加磁 場的磁場發(fā)生器極頭，其特征在于它還包括第二隔熱層(7)，所述第二極頭(2)的上端具 有第三圓形凹槽，第三圓形凹槽內(nèi)設(shè)置第二隔熱層(7)。
全文摘要
用于聚合物材料成型加工過程施加磁場的磁場發(fā)生器極頭，涉及用于聚合物材料成型加工過程施加磁場的磁場發(fā)生器極頭。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有磁場發(fā)生器的可加熱極頭在加熱過程中不能被準(zhǔn)確地控制溫度，使得不能在施加磁場的同時(shí)，滿足聚合物材料的熱壓成型加工和交聯(lián)(硫化、固化)反應(yīng)對(duì)溫度的要求的問題。它包括第一極頭、第二極頭、第三極頭、第一隔熱層、加熱片、石棉層、熱電偶和溫度控制器，加熱片由云母板、電阻絲和兩片絕緣板組成，電阻絲螺旋纏繞于云母板上，云母板由兩片絕緣板夾接固定；第三極頭的側(cè)壁的圓孔內(nèi)插入熱電偶，熱電偶的冷端將溫度信號(hào)輸入給溫度控制器，溫度控制器的輸出對(duì)電阻絲的電壓進(jìn)行調(diào)控。本發(fā)明作為磁場發(fā)生器極頭。
文檔編號(hào)H01F7/00GK101651004SQ200910305609
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者李長明, 韓寶國, 韓寶忠, 馬鳳蓮 申請人:哈爾濱理工大學(xué)