[实用新型]一种多功能可控载荷及形变量稳态法平板导热仪加载系统

说明书

本发明针对稳态法平板导热仪存在载荷不易调节、恒定载荷下压缩量不易控制以及装置本身不能测试材料厚度的不足，发明了一种多功能可控载荷及形变量稳态法平板导热仪加载系统。加载系统不改变现有装置的导热测试分析计算系统，变现有的气动提升和重力式加载为电动提升和加载，采用力传感器和激光位移传感器分别测试载荷和形变，利用加载系统实现导热测试前的材料厚度测试，实现可控载荷和变形模式下的导热测试。与现有装置相比：操作更加简单、同时扩大了装置的应用场景以及应用范围，测试结果的准确性、稳定性和重复性得到进一步的提升。本发明技术适合于稳态法平板导热仪的实验室对现有装置的功能提升，同时也适合于新开发导热仪应用。

技术领域

本实用新型涉及导热仪领域，主要涉及稳态法平板导热仪，特别涉及到一种多功能可控载荷及形变量稳态法平板导热仪加载系统。

背景技术

导热系数是材料的固有属性，很多材料应用时都需要测定其导热性能。通过导热仪实验测定导热系数通常有两大类方法：稳态法和非稳态法。热流法是一种常用的标准稳态测量方法，可用于高分子材料、陶瓷、复合材料、玻璃和橡胶等材料的导热系数测定。目前采用此种方法的导热仪，国外主要有美国TA公司、德国耐驰仪器、美国Anter公司、日本EKO公司和英国国家物理实验室，国内主要有北京世纪建通环境技术有限公司和湘潭湘仪仪器有限公司。

热流稳态法导热性能测试要求符合ASTM E1530和ASTM D5470标准，测试原理是将厚度一定的样品置于两个平板间，对样品施加一定的热流量和压力，使用校正过的热流传感器测量通过样品的热流，测试样品的厚度、热板/冷板间的温度梯度，然后根据不同厚度下对应的热流量数据作直线拟合得出样品的导热系数。

在实践应用中发现，不同公司的稳态法平板导热仪有各自的应用范围，尽管有的导热仪的应用范围较大，但是涉及到不同软硬的材料，测试仪器在施加载荷时就难于控制，从而导致测试的导热参数存在准确性问题。

参照附图1所示的稳态法平板导热仪，其加载系统主要由锁紧支撑(1)、锁紧螺栓(2)、T型盘式载荷(3)、气动活塞(4)、导向活塞缸(5)、加载杆(6)、热炉(7)、基座及控制台(8)、上部支撑框架(9)、顶板(10)、固定螺栓(12)、上压板(13)和下压板(15)组成，上部支撑框架(9)和顶板(10)位于基座及控制台(8)的上部，热炉(7)位于基座及控制台(8)上部的上部支撑框架(9)之间；导向活塞缸(5)固定于顶板(10)中间，带有气动活塞(4)的加载杆(6)安装于导向活塞缸(5)中；加载杆(6)的顶端带有螺纹，T型盘式载荷(3)盘面向下通过螺纹安装加载杆(6)的顶端；L型锁紧支撑(1)的顶面通过固定螺栓(12)固定于加载杆(6)的顶面；当T型盘式载荷(3)旋转至所设定的位置时，固定于锁紧支撑(1)侧面的锁紧螺栓(2)的头部旋转顶住T型盘式载荷(3)的圆柱部分，保证导热测试过程中载荷的稳定性；上压板(13)固定于加载杆(6)的底端，随加载杆(6)一起运动；下压板(15)固定于基座及控制台(8)上部。

材料的导热测试过程为：

1)导向活塞缸(5)底部的气缸中进入高压气体，推动气动活塞(4)上的加载杆(6)向上移动，同时T型盘式载荷(3)与导向活塞缸(5)的上端面之间出现加载间隙(11)；

2)在热炉(7)中的上压板(13)和下压板(15)之间放入测试样品(14)；

3)导向活塞缸(5)中的高压气体释放；

4)带有T型盘式载荷(3)的加载杆(6)在重力的作用下降，热炉(7)中的上压板(13)下压，使得样品(14)被压紧于上压板(13)和下压板(15)之间，即可进行导热测试过程。