一种基于稳态法测量粉末导热系数的装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106525899A(43)申请公布日2017.03.22(21)申请号201611225341.4(22)申请日2016.12.27(71)申请人中国科学院理化技术研究所地址100190北京市海淀区中关村东路29号(72)发明人严开祺王平张敬杰(74)专利代理机构北京正理专利代理有限公司11257代理人张文祎赵晓丹(51)Int.Cl.G01N25/20(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图1页(54)发明名称一种基于稳态法测量粉末导热系数的装置(57)摘要本发明公开一种基于稳态法测量粉末导热系数的装置，该装置包括真空室和恒温系统；真空室包括真空室筒体、真空室上法兰和抽真空管；真空室筒体内包括加热球、PT100铂电阻温度计、样品测试仓和传热支撑架；所述真空室筒体和与真空室上法兰连接固定；所述传热支撑架的下表面与真空室筒体的底面连接固定；传热支撑架上设有凹槽，该凹槽与样品测试仓匹配固定；所述样品测试仓内设置加热球；样品测试仓和加热球的外表面上分别设置PT100铂电阻温度计。本发明的装置所用粉末样品较少；可免去液氮蒸发量的测量，使导热系数测量准确度更高；且可用于宽温区导热系数的测量。CN106525899ACN106525899A权利要求书1/1页1.一种基于稳态法测量粉末导热系数的装置，其特征在于，该装置包括真空室(7)和恒温系统(11)；所述恒温系统(11)内设置真空室(7)；所述真空室(7)包括真空室筒体(8)、真空室上法兰(9)和抽真空管(10)；所述真空室筒体(8)内包括加热球(1)、PT100铂电阻温度计(2)、样品测试仓(5)和传热支撑架(6)；所述真空室筒体(8)和与真空室上法兰(9)连接固定；所述抽真空管(10)穿过真空室上法兰(9)与真空室筒体(8)连通；所述传热支撑架(6)的下表面与真空室筒体(8)的底面连接固定；传热支撑架(6)上设有凹槽，该凹槽与样品测试仓(5)匹配固定；所述样品测试仓(5)内设置加热球(1)，该加热球(1)与样品测试仓(5)处于同一中心；样品测试仓(5)和加热球(1)的外表面上分别设置PT100铂电阻温度计(2)；所述样品测试仓(5)和加热球(1)之间形成样品测试区(4)。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述样品测试仓(5)包括样品测试仓上盖(12)、样品测试仓上半只(13)和样品测试仓下半只(14)；所述样品测试仓下半只(14)与样品测试仓上半只(13)连接固定；该样品测试仓上半只(13)与样品测试仓上盖(12)连接固定；所述样品测试仓上盖(12)上设有透气孔。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述真空室筒体(8)和与真空室上法兰(9)之间用铟密封。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热球(1)为铝合金的实心圆球。5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述样品测试仓(5)的内腔为空心球腔的圆柱体结构。6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述样品测试仓上盖(12)的透气孔上设有不锈钢网。7.根据权利要求1或4所述的装置，其特征在于，所述加热球(1)的表面上设有导线(3)，该导线(3)穿过真空室上法兰(9)位于抽真空管(10)内。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述样品测试仓(5)和传热支撑架(6)的材质为紫铜材料。2CN106525899A说明书1/9页一种基于稳态法测量粉末导热系数的装置技术领域[0001]本发明属于固体粉末热物性测试技术领域，具体涉及一种基于稳态法测量粉末导热系数的装置。背景技术[0002]粉末绝热材料具有质轻、导热系数小、化学稳定性高、阻燃性好等优点，包括膨胀珍珠岩、气凝胶、空心玻璃微珠等，是一类重要的绝热材料。准确测量粉末绝热材料的导热系数是研究粉末绝热技术的关键。[0003]根据热传递的特点，导热系数的测试方法可归纳为稳态法和瞬态法。稳态法符合绝热材料的实际传热规律，能够准确获得样品的导热系数。由于绝热材料的导热系数非常低，一般基于稳态法。稳态法是以傅立叶一维传热定律为理论依据，要求在待测样品内部的热量传递达到稳定的状态，也就是使待测样品内部建立一个稳定的温度分布，通过测定加热功率、传热截面积以及温度梯度来计算导热系数。这种方法计算公式简单，测量准确，可用于宽温区测量，但此方法测试时间较长，并对测量环境(如测量系统的绝热条件、测量过程中的温度控制、样品的形状尺寸等)的要求较为苛刻。[0004]测量粉末绝热材料在低温下的导热系数的装置已有一些报道。目前，测量粉末低温导热系数的装置主要是低温量热器，Fesmire等用一种同心圆柱低温量热器测试了三种粉末类绝热材料(膨胀珍珠岩、气凝胶、空心玻璃微珠)在78K-293K温度下不同真