高温合金是在高温及一定应力和压力下长时间服役的金属材料,这种材料具有良好的热性能和抗氧化性及力学强度,应用于在航空、航天发动机高温部件、大型工业燃气轮机高温结构件、化工等国防工业领域,同时大量的高温合金也进入了民用领域,比如建材、冶金、汽车、医疗器械等行业。目前对于高温合金热性能的研究主要基于热重分析法,因此基于热重分析法的热重分析设备的研制具有重要的意义。本课题来自航天国防基础项目,拟研制高温合金抗氧化性能试验设备,用以获取试样在空气中的抗氧化性能。本文在明确项目背景和研究意义的基础上,充分调研了国内外热重分析装置的研究现状,最终研制了温度范围为500~1800℃的热重分析装置。热重分析装置的研制主要依据技术指标,制定总体设计方案,在硬件设计方面,热重分析设备采用下皿式结构,加热炉采用石墨电极辐射式加热方式,炉内采用耐高温材料隔热保温,中部形成恒温加热区,采用炉体上部开口便于试样放入炉内;称重采用高精度电子天平,天平固定于步进电机导轨上,用于调整试样位置,试样通过夹持悬挂系统吊在加热炉内部进行加热,重量和温度数据通过串口传输至工控机。软件采用LABVIEW开发环境编写,开发了易于操作简洁明了的人机交互界面,研究了温度控制算法,完成了温度的精确控制、试样的移动与精确定位、试样温度、质量等信息的采集处理。最后,对研制的热重分析装置进行了性能测试,升温速率在1~50℃/min,线性度高于0.99。静态法测试了系统在500℃、700℃、900℃、1100℃、1300℃、1500℃、1700℃的静态响应和动态响应,温度超调量低于3%,稳定时间小于40min,稳态误差小于±1℃,整体符合设计的技术指标。同时测试了不锈钢304、钛合金TC4、镍合金GH625的高温氧化特性。