[发明专利]激光导热仪

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种激光导热仪，特别是涉及利用激光导热仪测量钢铁材料的高温热扩散系数和导热系数，属于测量、测试领域。

二、背景技术

钢铁材料的高温热扩散系数和导热系数对于其冶炼、加工过程及应用有着重要的意义。LFA 427导热仪是德国耐驰公司生产的测定材料导热系数的高精密仪器(误差＜3％)，它利用激光脉冲法准确测量材料从室温到1500℃温度范围内的热扩散系数和导热系数。该仪器所测的样品适应面广，包括陶瓷、玻璃、金属、熔融物、液体、粉末、纤维与多层材料等各种材料。测量时，一束激光脉冲加热试样的下表面，利用红外测温仪连续检测上表面温度随时间的变化，从而得出材料的热扩散系数，计算出材料的导热系数。为了保证测试精度，需在被测样品外套加一带孔的碳化硅(或石墨)外罩。但在测定钢铁材料的高温热扩散系数和导热系数时(测试温度大于1000℃)，由于碳化硅(或石墨)外罩与钢铁材料在高温下发生化学反应，使外罩破坏，导致测试无法正常进行。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种避免碳化硅(或石墨)外罩与钢铁材料直接接触，防止了钢铁材料与碳化硅(或石墨)外罩之间在高温下的化学反应，保证了测试的正常进行，从而实现了高温下钢铁材料热扩散系数和导热系数的测量的一种激光导热仪。

技术解决方案：本发明包括样品室，样品室由外罩、测定试样、刚玉管和试样支架组成，外罩与被测样品之间装有环形陶瓷垫片。

本发明通过在LFA427激光导热仪的被测样品与外罩之间增加一个具有高温稳定性的环形氧化物陶瓷垫片，避免碳化硅(或石墨)外罩与钢铁材料的直接接触，防止钢铁材料与碳化硅(或石墨)外罩之间在高温下的化学反应，使利用LFA427导热仪测定钢铁材料的高温(大于1000℃)热扩散系数和导热系数成为可能。

四、附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明环形陶瓷垫片结构的示意图；

图3为本发明测定的20CrMnTi钢热扩散系数与导热系数结果；

图4为本发明测定的GCr15钢热扩散系数与导热系数结果；

图5为本发明测定的TP3471钢热扩散系数与导热系数结果；

图6为本发明测定的403钢的热扩散系数与导热系数结果

五、具体实施方式

本发明采用LFA427激光导热仪，包括样品室，样品室由外罩1、被测样品2、刚玉管3和样品支架4组成，在外罩1与被测样品2之间装有环形陶瓷垫片5，其结构示意图如附图2所示，环形陶瓷垫片5的外径φ1＝18～20mm，内径φ2＝9～10mm，高h＝0.5～2mm，材质采用氧化锆、氧化铝、氧化钙、氧化镁及其复合氧化物中的一种或一种以上，在使用时，将环形陶瓷垫片置于被测样品和碳化硅(或石墨)外罩之间，其放置位置如附图1所示。

实施例1

利用LFA427激光导热仪测试了金属20CrMnTi的热扩散系数和导热系数，其测试结果如图3。

实施例2

加陶瓷垫片方法测定了GCr15钢铁材料的热扩散系数和导热系数，结果见图4。

实施例3

利用在LFA427激光导热仪上加陶瓷垫片方法测试金属TP3471-1高温时热扩散与导热系数随温度的变化，结果见图5。

实施例4

应用LFA427激光导热仪测试的403金属的高温热扩散与导热系数，结果见图6。