[发明专利]一种测量宽温域材料热导率的装置及方法

权利要求书

1.一种测量宽温域材料热导率的装置，其特征在于：包括线型加热器/探测器模块(1)、耐高温基底(2)、高温真空加热炉(4)、电信号采集及处理模块，线型加热器/探测器模块(1)设置在耐高温基底(2)上，耐高温基底(2)设有线型加热器/探测器模块(1)一面压向待测材料样品(3)，耐高温基底(2)置于高温真空加热炉(4)内，线型加热器/探测器模块(1)连接电信号采集及处理模块；

线型加热器/探测器模块(1)包括线型加热器/探测器(11)、第一电流引线件(12a)、第一探测电压引线件(12b)、第二探测电压引线件(12c)、第二电流引线件(12d)，电信号采集及处理模块包括信号发生器(51)、微机控制与数据采集系统(52)、信号处理系统(53)、前置放大器(54)、锁相放大器(55)、可调电阻(R9)、第一电流引线端(5a)、第一电压引线端(5b)、第二电压引线端(5c)、第二电流引线端(5d)，信号处理系统(53)包括转换器(531)、第一运算放大器(532)、第二运算放大器(533)、第一低温漂电阻(R1)、第二低温漂电阻(R2)、第三低温漂电阻(R3)、第四低温漂电阻(R4)、第五低温漂电阻(R5)、第六低温漂电阻(R6)、第七低温漂电阻(R7)、第八低温漂电阻(R8)，高温真空加热炉(4)包括保温材料(41)、炉体支撑(42)、炉前门(43)、真空管道(44)、罗茨泵(45)、机械泵(46)、加热元件(47)、引线装置(48)、管道法兰(49)，炉体下部为炉体支撑(42)，炉体内设置保温材料(41)，炉体正面设置炉前门(43)，炉体后部通过真空管道(44)连接罗茨泵(45)，炉体后部和真空管道(44)之间设置管道法兰(49)，炉体下部设置机械泵(46)，炉体上部设置引线装置(48)，保温材料(41)内设置加热元件(47)；

所述线型加热器/探测器(11)的形状为线型细带四焊盘，四个焊盘上分别连接第一电流引线件(12a)、第一探测电压引线件(12b)、第二探测电压引线件(12c)、第二电流引线件(12d)，其中，线型细带长度范围为8-30mm，宽度范围为8-700μm，线型加热器/探测器的材料是镍、铂、金中的一种，厚度为50-200nm；

所述耐高温基底(2)为云母片材料，厚度为0.1～0.3mm，最高使用温度1000℃。

2.根据权利要求1所述的测量宽温域材料热导率的装置，其特征在于：所述线型加热器/探测器模块(1)和耐高温基底(2)构成三次谐波法独立型传感器，三次谐波法独立型传感器基于非对称导热模型，在耐高温基底(2)上采用掩模版物理沉积的方法，沉积金属探测器；探测器表面镀有一层耐磨绝缘保护膜，三次谐波法独立型传感器结构从下到上分别为耐高温基底(2)、线型加热器/探测器模块(1)、耐磨绝缘保护膜，其中，耐磨绝缘保护膜为氮化硅。

3.根据权利要求1所述的测量宽温域材料热导率的装置，其特征在于：所述第一电流引线件(12a)、第一探测电压引线件(12b)、第二电流引线件(12d)和第二探测电压引线件(12c)材料为钼线，熔点为2620℃，直径为300μm。