[发明专利]一种纳米材料燃点测量方法及测量系统

说明书

本发明涉及一种纳米材料燃点测量方法及测量系统，所述测量方法包括以下步骤：1)利用变温椭圆偏振光谱仪在单波长和单角度下测量不同温度下纳米材料的P光、S光的复反射率比值ρ，进而获得两个椭偏参数ψ与Δ；2)基于步骤1)获得椭偏参数ψ、Δ随温度的变化谱；3)基于所述变化谱上的突变点确定纳米材料的相变点；4)根据每一所述相变点前后物质的变化情况，判断所述相变点是否为燃点，从而测量获得纳米材料的最终燃点。与现有技术相比，本发明具有无接触、快速、可靠性高等优点。

技术领域

本发明涉及热学测量技术领域，尤其是涉及一种纳米材料燃点测量方法及测量系统。

背景技术

受到量子尺寸限制效应的影响，尺寸为纳米尺度的材料呈现出与块体材料不同的光学、磁学、电学、热学以及催化等方面的性质，而在物理、化学、生物、材料等不同研究领域中受到广泛的关注和研究。纳米材料燃点较块体材料的燃点有着明显的降低，作为燃料时有利于节约能源和减少环境污染；并且纳米量级的金属粉尘在空气中很容易起火产生爆炸，给人们的生活带来了极大的安全隐患。因此，研究纳米材料燃点具有重要的意义。

目前关于纳米材料燃点的报道比较有限。理论上，研究人员建立了一系列的模型对纳米材料的燃点进行估算。实验上，研究纳米材料燃点的方法主要有两种：

一种是采用热重分析法，根据被测材料强的放热效应和质量的突增来判断燃点，这种方法在测量中需要接触样品，对样品形貌和结构会有损伤，影响测试结果；

另一种方法是利用高速摄像机对纳米材料的燃烧过程进行实时监测，将首先出现燃烧的温度定为燃点，这种测量方法误差大重复性差，并且对燃烧现象不明显的材料测试难度增大。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种非接触、非破坏的纳米材料燃点测量方法及测量系统，可以高精度、高灵敏度快速获得纳米材料燃点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种纳米材料燃点测量方法，包括以下步骤：

1)利用变温椭圆偏振光谱仪在单波长和单角度下测量不同温度下纳米材料的P光、S光的复反射率比值ρ：

ρ＝r_p/r_s＝tanψe^iΔ

其中，r_p为P光复反射率，r_s为S光复反射率，进而获得两个椭偏参数ψ与Δ；

2)基于步骤1)获得椭偏参数ψ、Δ随温度的变化谱；

3)基于所述变化谱上的突变点确定纳米材料的相变点；

4)根据每一所述相变点前后物质的变化情况，判断所述相变点是否为燃点，从而测量获得纳米材料的最终燃点。

进一步地，所述步骤1)中的波长为使椭偏参数随温度变化明显，且测量误差小的波长。

进一步地，所述波长的选取范围为200～1000nm。

进一步地，所述步骤1)中，不同温度的温度间隔为0.5～2℃。

进一步地，所述步骤4)中，采用X射线衍射仪测定相变点前后物质的变化。

进一步地，所述步骤4)中，分别测试常温下和经过相变后的纳米材料的X射线衍射图谱。

进一步地，所述椭偏参数范围为：0°ψ90°，-180°Δ0°。

本发明还提供一种纳米材料燃点测量系统，包括变温椭圆偏振光谱仪、X射线衍射仪和上位机，所述上位机内存储有计算机程序，该计算机程序执行的操作包括：