專利名稱：一種小型耐腐蝕低溫可控?fù)Q熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種小型耐腐蝕低溫可控?fù)Q熱器。
背景技術(shù)：
在電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)室或金相樣品制備實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)試操作人員或
材料工作者在利用掃描電子顯微鏡從事電子背散射衍射分析技術(shù)(EBSD)研究 工作時(shí)，往往會(huì)遇到一些樣品制備困難的實(shí)際問(wèn)題，而一個(gè)高質(zhì)量的EBSD樣 品往往信息豐富，對(duì)材料的研究起關(guān)鍵作用，但是現(xiàn)階段EBSD樣品制備手段 較少，它們或者所用的設(shè)備非常昂貴，或者不能達(dá)到目的，而電解拋光法是一 種非常重要的樣品制備方法，設(shè)備裝置簡(jiǎn)單，但是操作參數(shù)要求可控性要強(qiáng)， 才能得到理想的樣品，部分特殊的金相樣品也非常適合采用該法，如不銹鋼、 高溫合金、鈦合金及鋁合金等采用電解拋光非常適合。但是當(dāng)前電解拋光裝置 一般不帶制冷，直接將陽(yáng)極接樣品，陰極為Pt等金屬，放入電解拋光池中。 即使對(duì)電解液制冷，也一般采用向電解液池中加液氮等方法，樣品表面溫升也 無(wú)法控制，因此制備樣品多憑借經(jīng)驗(yàn)，質(zhì)量穩(wěn)定性不高，規(guī)律較難把握，在電 解拋光過(guò)程中對(duì)具有腐蝕性電解液進(jìn)行降低溫度且低溫可控，將會(huì)對(duì)高質(zhì)量的 EBSD樣品制備成功率大大提高。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種小型耐腐蝕低溫可控?fù)Q熱器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案
--種小型耐腐蝕低溫可控?fù)Q熱器，它包括 一換熱器部件，包括一至少?gòu)?曲成兩道的"蛇"型鈦管，在"蛇"型鈦管表面有鑄造的純鋁層；兩組半導(dǎo)體 致冷片，分別固定在換熱器部件的兩側(cè)。
在"蛇"型鈦管表面鑄造的純鋁層聯(lián)體構(gòu)成塊體狀。
所述的半導(dǎo)體致冷(又叫電制冷)是珀?duì)柼?yīng)在制冷技術(shù)方面的應(yīng)用，它是由多組半導(dǎo)體熱電偶構(gòu)成，每個(gè)半導(dǎo)體電偶由N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體組 成。N型材料有多余的電子，有負(fù)溫差電勢(shì)，P型材料電子不足，有正溫差電 勢(shì)；當(dāng)電子從P型穿過(guò)結(jié)點(diǎn)至N型時(shí)，結(jié)點(diǎn)的溫度降低，其能量必然增加， 而且增加的能量相當(dāng)于結(jié)點(diǎn)所消耗的能量。相反，當(dāng)電子從N型流至P型材料 時(shí)，結(jié)點(diǎn)的溫度就會(huì)升高。把一個(gè)P型半導(dǎo)體元件和一個(gè)N型半導(dǎo)體元件聯(lián) 結(jié)成一對(duì)熱電偶，接上直流電源后，在接頭處就會(huì)產(chǎn)生溫差和熱量的轉(zhuǎn)移。在 上面的接頭處，電流方向是從N至P，溫度下降并且吸熱，這就是冷端；而在 下面的一個(gè)接頭處，電流方向是從P至N，溫度上升并且放熱，因此是熱端。 通過(guò)這種裝置可以將一端的環(huán)境熱量轉(zhuǎn)移到另一端，從而達(dá)到制冷的目的。其 特點(diǎn)是體積小，無(wú)振動(dòng)裝置，方便可靠，溫度易控。
本實(shí)用新型提供了一種小型耐腐蝕低溫可控?fù)Q熱器部件制備方法，解決了 傳統(tǒng)電解拋光方法制備樣品過(guò)程中部分參數(shù)不易控制的不足。由于新材料大量 出現(xiàn)使得各個(gè)實(shí)驗(yàn)室樣品品種繁多，制備條件復(fù)雜多變，使用的拋光介質(zhì)化學(xué) 性質(zhì)不同，因此有必要采用耐腐蝕且導(dǎo)熱性好的換熱器組件來(lái)滿足要求，本實(shí) 用新型可以同時(shí)采用低振動(dòng)、小體積、無(wú)需受液氮制約的電制冷，使流過(guò)樣品 表面的介質(zhì)溫度可控，同時(shí)滿足試驗(yàn)的低溫要求，來(lái)實(shí)現(xiàn)樣品制備的控制精度， 使得制備樣品質(zhì)量高、且穩(wěn)定可控。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是
1、 通過(guò)鈦鋁復(fù)合器件做散熱器，解決了純鈦導(dǎo)熱不好，且滿足耐腐蝕的要求。
2、 采用半導(dǎo)體致冷器件做冷源，與采用液氮做冷源相比，低溫溫度(零
下4(TC低溫)控制更容易，溫度控制精度高。
3、 裝置可沒(méi)有機(jī)械振動(dòng)，由于采用半導(dǎo)體致冷，解決了壓縮機(jī)制冷的振
動(dòng)問(wèn)題，裝置體積也較小，方便用于在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。
4、 對(duì)環(huán)境要求低，無(wú)需液氮或其他制冷介質(zhì)，有水有電的條件既可滿足 裝置工作要求。


圖l為熱交換器部件結(jié)構(gòu)示意圖(a為俯視圖；b為主視圖) 圖2為熱交換器(電制冷換熱器)總成示意圖具體實(shí)施方式
如圖1圖2所示本實(shí)用新型小型耐腐蝕低溫可控?fù)Q熱器包括 一換熱器 部件5及分別固定在換熱器部件的兩側(cè)的半導(dǎo)體致冷片4。
所述的換熱器部件5包括一至少?gòu)澢蓛傻赖?蛇"型鈦管501，在"蛇" 型鈦管表面有鑄造的純鋁層502。在"蛇"型鈦管表面鑄造的純鋁層以聯(lián)體構(gòu) 成塊體狀為佳，參見(jiàn)圖l所示。
所述固定在換熱器部件的兩側(cè)的半導(dǎo)體致冷片4成對(duì)組，每一組半導(dǎo)體致 冷片為一橫排，列于換熱器部件的一側(cè)邊。
參見(jiàn)圖2，電制冷熱交換器由電極1、冷卻水進(jìn)出管2、冷卻水進(jìn)出管3 和本實(shí)用新型的電制冷片4復(fù)合換熱器管5組合構(gòu)成。
本實(shí)用新型小型耐腐蝕低溫可控?fù)Q熱器采用薄壁鈦管作為待冷卻介質(zhì)流 通通道，將鈦管彎成如圖la中501所示的形狀，增加散熱面積，由于純鈦的 耐腐蝕性較高，特別是抗氧化性酸腐蝕能力較高，大多數(shù)樣品可采用不同濃度 的磷酸、高氯酸等酸混合有機(jī)溶劑做電解拋光介質(zhì)，因此是這種復(fù)合換熱器選 用鈦?zhàn)鰞?nèi)襯管與酸接觸，但是其導(dǎo)熱系數(shù)很低，其強(qiáng)度較高，因此可以選用更 高導(dǎo)熱系數(shù)的鋁來(lái)導(dǎo)熱，做成復(fù)合材料散熱裝置，來(lái)改變其不足。如通過(guò)鑄造 的方法在"蛇"型鈦管表面鑄造上一層純鋁，純鋁的導(dǎo)熱性非常高，使得整體 散熱效果較高。將釆用純鋁鑄造的鈦鋁復(fù)合散熱部件兩面用銑刀銑平，貼裝電 制冷片，通過(guò)散熱器可實(shí)現(xiàn)降低通過(guò)管道內(nèi)的電解液溫度，且低溫易于實(shí)現(xiàn)， 控制溫度精度高。
本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)步驟首先，將鈦管彎曲成多道"蛇"型散熱管形狀， 將"蛇"型散熱管放入鑄造的石墨模具中，將純鋁加熱至73(TC左右，保溫一 定時(shí)間后，倒入事先預(yù)熱的石墨模具里，冷卻后獲得如圖l所示的換熱器部件 鑄坯；再采用銑刀將兩面銑平，將半導(dǎo)體致冷片固定在兩側(cè)，形成低溫溫度可 控的半導(dǎo)體致冷換熱部件總成；將該裝置與傳統(tǒng)的電解拋光裝置相結(jié)合，并稍
加改造，加一個(gè)耐腐蝕磁力液體驅(qū)動(dòng)泵，樣品前端加一噴嘴式的拋光臺(tái)，即可 實(shí)現(xiàn)其低溫控制功能。
權(quán)利要求1、一種小型耐腐蝕低溫可控?fù)Q熱器，其特征在于它包括換熱器部件，包括一至少?gòu)澢蓛傻赖摹吧摺毙外伖?，在“蛇”型鈦管表面有鑄造的純鋁層；成對(duì)組半導(dǎo)體致冷片，各組半導(dǎo)體致冷片分別固定在換熱器部件的兩側(cè)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型耐腐蝕低溫可控?fù)Q熱器，其特征在于在 "蛇"型鈦管表面鑄造的純鋁層聯(lián)體構(gòu)成塊體狀。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型耐腐蝕低溫可控?fù)Q熱器，其特征在于所 述的一組半導(dǎo)體致冷片為一橫排，列于換熱器部件的側(cè)邊。
專利摘要一種小型耐腐蝕低溫可控?fù)Q熱器，該裝置由換熱器部件，以及固定在其表面的半導(dǎo)體致冷器件組成。換熱器部件，包括一至少?gòu)澢蓛傻赖摹吧摺毙外伖?，作為腐蝕性介質(zhì)流通通道；通過(guò)鑄造的方法在“蛇”型鈦管表面澆鑄純鋁層，作為高導(dǎo)熱的換熱材料；兩組半導(dǎo)體致冷片，分別固定在換熱器部件的兩側(cè)，這樣就達(dá)到實(shí)現(xiàn)耐介質(zhì)腐蝕，小型化的，低溫精確可控的功能。
文檔編號(hào)F25B39/00GK201318835SQ200820124180
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者劉春曉, 孫繼光, 張希順, 張智慧, 杜風(fēng)貞, 馬會(huì)娜, 高愈尊 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院