[实用新型]用于激光闪射法测量颗粒热扩散系数的坩埚

说明书

本实用新型公开了一种用于激光闪射法测量颗粒热扩散系数的坩埚，包括上端开口带帽边的坩埚体，直径与坩埚体帽边相同的圆环垫片，施压环，施压环上部设置有盖檐，宽度与坩埚体帽边相同，施压环下部有一圆形盖片。本实用新型的坩埚，可精确控制或改变坩埚内颗粒样品的厚度，避免了试样厚度的粗略测量，从而提高测试精度。

技术领域

本实用新型属于实验测量的技术领域，具体涉及一种用于激光闪射法测量颗粒热扩散系数的坩埚。

背景技术

激光闪射法是测量材料热物性参数的一种常用方法，该方法所要求的样品尺寸小，测量速度快，精度高，能够覆盖2000W/m·K的宽广的导热系数测量范围，测量温度范围宽，样品适应面广，不仅能测量普通固体样品的导热性能，通过使用合适的夹具或样品容器并选用合适的热学计算模型，还可测量诸如液体、粉末、纤维、薄膜、熔融金属、膏状材料、基质上的涂层、多层复合材料、各向异性材料等特殊样品的热扩散系数并进而计算导热系数。具有测定范围广、温度高、速度快、测定过程可以在氧化气氛、惰性气体或真空环境下进行，目前得到广泛应用。

该方法的原理是：在一定的设定温度T(恒温条件)下，由激光源在瞬间发射一束光脉冲，均匀照射在样品下表面，使其表层吸收光能后温度瞬时升高，并作为热端将能量以一维热传导方式向冷端(上表面)传播。使用红外检测器连续测量上表面中心部位的相应温升过程，得到温度升高对时间的关系曲线，通过如下公式计算出材料的热扩散系数：

α＝0.1388×d²/t_1/2

d：样品的厚度；

t_1/2：半升温时间，为在接收光脉冲照射后样品上表面温度(检测器信号)升高到最大值的一半所需的时间。

在测量颗粒/粉末材料热扩散系数的过程中，由于其为松散材料，无法制成块状，因此需放入坩埚中进行测量。对于低导热系数颗粒材料，如石英砂、无机盐，试样装入坩埚中的最佳厚度应取0.5～2mm，由于试样厚度很薄，现有的坩埚在装入样品后很难精确确定颗粒材料的厚度，而热扩散系数与式样厚度的平方成正比，因此会造成较大的测量误差。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种坩埚，解决在使用激光导热法测量颗粒、粉末等松散材料热扩散系数无法精确控制样品厚度的问题。

一种用于激光闪射法测量颗粒热扩散系数坩埚，其特征在于：包括中空且上端有帽边的坩埚体1，坩埚体上方设置有圆环垫片2；在圆环垫片2上方设置有带通气孔3的施压环4；在施压环4下方设置有圆形盖片5，两者互相分开。

进一步，坩埚体上方设置有与坩埚体1帽边宽度相同的圆环垫片2。

进一步，带通气孔3的施压环4盖檐宽度与坩埚体1帽边宽度相同。

进一步，施压环4下方设置圆形盖片5，当样品放入后，由样品的支撑使施压环4下部与圆形盖片5紧密贴合。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种坩埚，通过在坩埚体帽边放置圆环垫片，可以调整圆形盖片底部到坩埚底部距离，该距离为测量时试样的有效厚度。在不放置圆形垫片的情况下，取适量样品放入坩埚体内，在样品上方放置圆形盖片和施压环后，保证施压环盖檐与坩埚体帽边紧密贴合，通过已知的坩埚体深度、施压环长度及圆形盖片厚度，即可得到此时样品厚度为0.5mm。放置圆环垫片后，试样厚度＝0.5mm+ 圆环垫片厚度。通过使用不同圆环垫片来改变坩埚内放置样品的空间，只需保证圆形盖片与施压环，坩埚帽边、圆环垫片与施压环盖檐紧密贴合，即可改变并精确控制样品厚度，避免了试样厚度的粗略测量，从而提高测试精度。

附图说明

图1为本实用新型坩埚的横剖面结构示意图；

图2为本实用新型坩埚的俯视示意图；