[实用新型]一种多功能固体材料热物性测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及测试技术领域，特别是涉及一种多功能固体材料热物性测试装置。

背景技术

目前，固体材料类产品的现状为：随着材料科学发展，对各类新型固体材料导热系数、比热容等热物性参数的测试需求日益增多。相比于初投资几十上百万的瞬态热物性测试装置，稳态法装置一般初投资可控制在万元以内。

其在热物性参数的测试处理上存在一定的不足，稳态法多适合测试材料导热系数，不易于测试材料比热容。此外，稳态法所需装置尺寸要求都较大，对很多新型材料来说，准备过程太过复杂。

《GB/T 5598-1985氧化铍瓷导热系数测定方法》文献公开一种小型片状结构导热系数测试装置及测试方法，但其也存在一定的不足，该装置需要一个巨大的密封腔体，通过真空方式克服对流换热对测试精度影响，并有多层热屏蔽罩和多套水冷装置降低辐射换热对测试精度影响，导致测试装置整体过大，壳体笨重不易操作，恒温水系统复杂，不易控制。

另一方面，化学气固反应及吸附等学科研究的逐步深入，目前对固体吸附材料的热物性研究不再限制在其固有热物性参数测试，为了揭示其反应或吸附过程传热特性的变化，转化率或吸附量对热物性的影响测试则显得尤为必要，目前并没有合适的利用稳态法或瞬态法的特殊热物性测试装置用于该方面测试。

综上所述，现有技术中对于各类新型固体材料导热系数、比热容等热物性参数的测试问题，尚缺乏有效的解决方案。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种多功能固体材料热物性测试装置，包括通过压紧装置相连的热端压紧板及冷端压紧板，所述热端压紧板的热端压紧板与热端密封板接触，所述热端密封板通过弹性模块与发热片相连，所述发热片固定在热端基座上；

所述冷端压紧板与冷端保温套接触，所述冷端保温套嵌入冷板，所述冷板与冷端基座接触，所述冷端基座与热端基座之间用于放置待测试的热物性测试样品；

所述热端密封板与冷端基座之间设置有密封管，所述压紧装置通过热端压紧板及冷端压紧板产生压紧力，挤压密封管对应的密封环，形成由热端密封板、密封管和冷端基座组成的承压密封腔体；

测温装置及测压装置分别用于测量承压密封腔体内待测试的热物性测试样品在充入或抽出气体后气体前后温度及压力，继而实现对固体材料热物性的测试。

其具有的效果是：本申请的上述测试装置不仅能用来测试固体材料固有导热系数和比热容，还可用于测试固体材料在气固反应或吸附过程中的热物性参数变化规律。

进一步的，本实用新型还采用以下技术方案：

所述热端压紧板下平面与热端密封板上平面接触，密封管上端插入热端密封板下平面密封槽，密封槽顶部与密封管上端之间填充有密封环；

所述密封管下端插入冷端基座的冷端均温段上平面的密封槽内，密封槽底部与密封管下端之间填充有密封环。

其具有的技术效果为：密封环可以为o型圈、X型密封环、工字型密封圈、U型密封环、垫片或密封胶等，材质一般为橡胶、硅胶或聚四氟乙烯等，可根据通入气体相容性选择。本申请通过压紧装置的挤压力实现密封环变形达到密封作用。

进一步的，本实用新型还采用以下技术方案：

所述热端密封板侧壁开孔，连通所述热端密封板侧壁与下壁面，所述热端密封板侧壁开孔，用于连接电源线引出模块、测温线引出模块、测压装置、真空阀和进气阀。

其具有的技术效果为：本申请通过在热端密封板侧壁开孔的方式实现对承压密封腔体内气体的输入输出、气体压力及温度的测量。

进一步的，本实用新型还采用以下技术方案：

所述热端密封板侧壁开孔，开一个孔通过三通扩展接口或连续开多个孔，互相独立。

其具有的技术效果为：本实用新型的上述开孔方式用于满足实际的需要，根据测量的物理量以及测量点的多少综合决定。

进一步的，本实用新型还采用以下技术方案：

所述热端密封板下平面中心位置与弹性模块上面接触，弹性模块下平面与发热片上平面接触，发热片电源线通过热端密封板侧壁的电源线引出模块导出到外界。

本申请中弹性模块可以是金属弹簧、气体弹簧、具有弹性的有机材料等。弹性模块的劲度系数为固定值或具备规律性，对于样品需要不同夹紧力时，可以选用合适劲度系数的弹性模块，根据样品厚度，选定一定长度一定劲度系数的弹簧，即可产生需要的夹紧力，降低测试样品与测温区的接触热阻，甚至可以用来研究不同夹紧力时接触热阻变化。