(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210922645.5 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 北京理工大 学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5 号 (72)发明人 陈鹏万　乔金超　高鑫　钟龙海　 肖泽琦　张雪迎　 (74)专利代理 机构 北京正阳理工知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11639 专利代理师 张利萍 (51)Int.Cl. G01N 3/307(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种利用冲击加载实现材料改性、 相变、 剥 离及回收的装置 (57)摘要 本发明涉及一种利用冲击加载实现材料改 性、 相变、 剥离及回收 的装置， 属于冲击加载工艺 技术领域。 所述装置包括底支撑结构、 分体式滑 轨舱、 挡板和样品支撑块； 所述装置样品支撑块 放置在滑轨舱中， 样品支撑块工作面上粘有样 品； 通过滑轨舱实现样品的回收， 同时可 以通过 改变样品支撑块工作面与冲击方向之间的角度 来实现多角度冲击加载 实验； 所述装置可以通过 调节样品支撑块的长度， 灵活精 准的在小范围内 调节冲击加载距离， 简单方便， 也可以通过调节 现有技术中冲击加载装置中冲击加载媒介与样 品工作面的距离在大范围内调节冲击加载距离。 所设计的装置适用于多种方式的冲击加载装置， 体积小， 质量轻， 通用性 好。 权利要求书1页 说明书6页 附图5页 CN 115266422 A 2022.11.01 CN 115266422 A 1.一种利用冲击加载实现材料改性、 相变、 剥离及回收的装置， 其特征在于： 所述装置 包括支撑结构、 分体式滑轨舱、 挡板(6)和样品支撑块(1 1)； 所述支撑结构上端具有凹槽， 分体式滑轨舱的滑轨本体(4)固定安装在支撑结构上端 的凹槽内， 分体式滑轨舱的压盖(5)对称且可拆卸 地盖合在滑轨本体(4)上， 形成一个两端 开口的中空的滑轨舱； 样品支撑块(1 1)放置在滑轨舱内部； 所述样品支撑块(11)一端加工有坡面作为工作面， 所述工作面与冲击方向之间的夹角 为90～150 °， 样品粘贴在工作面上； 竖直方向上， 样品支撑块(11)最大高度小于滑轨舱的高 度； 水平方向上， 样品支撑块(1 1)最大长度小于滑轨舱的长度； 所述挡板(6)完全覆盖滑轨舱 一端的开口， 并与支撑结构固定连接 。 2.根据权利要求1所述一种利用冲击加载实现材料改性、 相变、 剥离及回收的装置， 其 特征在于： 所述支撑结构为矩形结构， 包括底 座板(1)、 支撑平板(3)、 支撑侧板(8)和支撑中 板(2)； 两块支撑侧板(8)分别 安装在底座板(1)两端， 支撑平板(3)与底座板(1)平行， 固定 连接在两个支撑侧 板(8)之间， 将支撑侧 板(8)分为上、 下两个部分； 两块支撑侧 板(8)下部 分、 底座板(1)和支撑平板(3)形成一个矩形的空间， 所述矩形空间竖直方向上安装有支撑 中板(2)形成日字形的支撑体； 两块支撑侧板(8)上部分和支撑平板(3)形成矩形凹槽 。 3.根据权利要求2所述一种利用冲击加载实现材料改性、 相变、 剥离及回收的装置， 其 特征在于： 以安装有挡板的一端为后端， 与后端相对的一端为前端， 所述挡板(6)固定连接 在底座板(1)上并与两个支撑侧 板(8)后端固定连接， 所述挡板(6)完全覆盖滑轨舱后端开 口。 4.根据权利要求2所述一种利用冲击加载实现材料改性、 相变、 剥离及回收的装置， 其 特征在于： 所述底座板(1)上固定连接有三角板(9)， 所述三角板(9)安装在挡板(6)后面并 与挡板(6)固定连接 。 5.根据权利要求2所述一种利用冲击加载实现材料改性、 相变、 剥离及回收的装置， 其 特征在于： 所述底座板(1)上还加工有螺钉孔。 6.根据权利要求1～5任一项所述一种利用冲击加载实现材料改性、 相变、 剥离及回收 的装置， 其特 征在于： 所述样品支撑块的工作面与 冲击方向之间的夹角为90 °、 120°或150°。 7.根据权利要求1～5任一项所述一种利用冲击加载实现材料改性、 相变、 剥离及回收 的装置， 其特 征在于： 所述装置所有部件均为 45#钢材质。 8.根据权利要求1～5任一项所述一种利用冲击加载实现材料改性、 相变、 剥离及回收 的装置， 其特 征在于： 所述滑轨舱和挡板(6)之间区域 填充有缓冲材 料。 9.根据权利要求8所述一种利用冲击加载实现材料改性、 相变、 剥离及回收的装置， 其 特征在于： 所述缓冲材 料为海绵或硅胶。 10.一种如权利要求1～9任一项所述利用冲击加载实现材料改性、 相变、 剥离及回收的 装置的使用方法， 其特 征在于： 所述方法包括以下步骤： (1)首先确定冲击加载距离和角度， 然后将样品粘贴在样品支撑块(11)的工作 面上， 将 样品支撑块(1 1)放入所述装置的滑轨舱中， 样品支撑块(1 1)的工作面 面向冲击方向； (2)对正调试冲击加载装置发射管中心和样品中心在同一轴线上， 完成后进行冲击加 载实验； 样品支撑块(11)在冲击加载媒介的撞击作用下在滑轨本体(4)中滑动， 并在挡板 (6)作用下停止； 实验结束后， 打开滑轨舱回收样品。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115266422 A 2一种利用冲击加载实现材料改性、 相变、 剥离及回收的装 置 技术领域 [0001]本发明涉及一种利用冲击加载实现材料改性、 相变、 剥离及回收的装置， 属于冲击 加载技术领域。 背景技术 [0002]冲击波化学是研究以冲击波为激发能源引起化学变化的一门界于爆炸力学与化 学之间的边缘学科。 当冲击波作用于材料时， 冲击波能量会发生耗散， 剧烈的能量吸收会导 致一系列的物理和化学变化。 这些变化可以分成： 多晶态相变、 化学分解、 化学合成、 单(分 子物)体聚合反应和缺陷形成。 冲击波加载特点是压力高(几十 ‑数百GPa)、 温度高(数千 K)、 作用时间短， 会在加载材料 的局部或者整个物体内产生很大 的剪切应力和应变， 当材料是 由不同元素单质或者化合物粉末组成的疏松混合物 时， 这些效应更明显。 冲击波作用下材 料发生显著物理化学变化， 一般认为压力是引发物理化学变化的主要因素， 在冲击波经过 材料时， 材料形貌和疏松度会发生变化； 在剪切应力和高压作用下， 物质产生相对运动与临 近物质发生混和； 冲击波作用后产生大量位错缺陷提高物质的反应活性。 高温、 高压、 极端 条件下材料的物性研究受到 了广泛的关注， 在高科技领域具有应用价 值。 [0003]经过近半个世纪的发展与努力， 已有多种动冲击加载技术。 目前， 利用核爆或脉冲 强激光装置， 已可取得上千万度高温和上亿大气压高压的极端条件。 分离式霍普金森 (Hopkinson)实验、 气炮、 化爆加载、 高能辐射加载和静高压加载是目前常见的动冲击加载 方法。 现有技术中的冲击加载装置， 例如弹道枪、 一级空气炮和二级轻气炮， 主要包括驱动 发射装置和实验舱， 实验舱内放置有靶室； 冲击加载媒介(例如飞片或子弹)从驱动发射装 置的发射管中射出， 撞击靶室内放置的样品， 瞬时产生高能量和压力， 在短时间内实现对材 料的活化、 性能改善(改性)或相变； 但是， 因为发射产生的后坐力较大， 现有技术中的冲击 加载装置的发射装置和实验舱通常固定在地面上， 且重量均达到吨级以上， 不方便移动， 难 以灵活调节冲击加载距离， 且实验位置和角度单一； 此外， 因为冲击加载反应得到产 物通常 为纳米级粉末颗粒， 而靶室空间非常大， 导致在高能量瞬时冲击下得到的粉末产物在靶室 内弥漫分散， 既容易污染产 物， 又难以回收， 从而使 所述冲击加载方法无法实现大批量制备 产品。 发明内容 [0004]为克服现有技术存在的缺陷， 本发明的目的在于提供一种利用冲击加载实现材料 改性、 相变、 剥离及回收的装置； 所述装置体积小、 质量轻， 移动方便， 能够实现灵活调节冲 击加载距离， 实现多角度和位置实验， 并便 于反应后产物回收。 [0005]为实现本发明的目的， 提供以下技 术方案。 [0006]一种利用冲击加载实现材料改性、 相变、 剥离及回收的装置， 所述装置包括支撑结 构、 分体式滑轨舱、 挡板和样品支撑块； [0007]所述支撑结构上端具有凹槽， 分体式滑轨舱的滑轨本体固定安装在支撑结构上端说　明　书 1/6 页 3 CN 115266422 A 3