[实用新型]分散型材料的热传导与热膨胀性能检测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及测定分散型材料的热传导与热膨胀性能检测仪，具体来说是涉及通过改变待测材料的外界温度，利用温度传感器和体积标度计实现对管式容器中分散型材料随外界温度变化而变化的温度和体积的跟踪检测的设备。

背景技术

在材料科学领域，材料的热传导与热膨胀性能是材料性能的两个非常重要的技术指标，实现对材料的热传导与热膨胀性能的精确测量与认识，有利于人们更好地利用材料。当前，人们对具有一定构形的固体材料的热传导与热膨胀性能的检测，已经具有了令人满意的检测技术和手段；而对于分散型材料(指粉体、液体材料等无固定形状的材料)的热传导与热膨胀性能的检测，没有专用设备，操作复杂，测量不准确，尚待开发新的检测设备来对实现对分散型材料的性能的检测。

实用新型内容

本实用新型专利的目的是基于材料科学中针对分散型材料热传导与热膨胀性能检测的技术要求，根据分散型材料检测的技术解决方案，设计完成了完备的检测设备，它既可以单独检测分散型材料的热传导/热膨胀性能，也可以同时检测这两种性能。

本实用新型解决的技术方案是，分散型材料的热传导与热膨胀性能检测仪包括体积温度测量器、温度控制器及信号检测控制器，所述体积温度测量器包括管式容器及其外围套有的夹套式结构，所述管式容器设有上塞，所述夹套式结构设有出液口和进液口，通过出液口和进液口与温度控制器相连接。其特征在于：所述管式容器刻有体积刻度线，内部插接中空浮子，所述上塞与所述中空浮子中设有与所述信号检测控制器相连温度传感器。

上下两端带塞的管式结构模式，方便样品填装与容器清洗，扩大了待测样品的范围，对于容易清洗或清除的样品，可选择下端密封的固定结构来完成。

本实用新型的一优先方案是，选用导热性能好的材料制作管式容器，如铜、铝、钢、玻璃等材料。

本实用新型的另一优先方案是，体积温度测量器的夹套式结构中充有较大热容的液体，温度控制灵敏的温度控制器(如超级恒温槽)实现对待测分散型材料的外界温度迅速控制，保证体积温度测量器的测量功能的实现。

本实用新型的再一优先方案是，通过信号检测控制器(可通过计算机完成)实现对温度控制器的程序控制以及体积温度测量器的管式容器中材料的热传导与热膨胀的温度和体积的数据记录。

为了提高测量的准确度，本实用新型的再一优先方案是，在容器材料导热、温度传感器等性能一定的情况下，选用一定直径的圆管式结构作为容器，温度传感器位于圆管式结构的圆的中心上。对于偏重于热传导性能的材料测量，可选用较大直径的管式结构作容器；对于偏重于热膨胀性能的材料测量，可选用较小直径的管式结构作为容器。这样更能有利于测量出材料的热传导和热膨胀的精确参数。

本实用新型的有益效果是，采用多种技术手段，优化出该仪器的性能；利用该仪器可准确测试出被测分散型材料的热传导和热膨胀性能，仪器性能稳定可靠，测量数据科学合理，是一种非常有推广价值的材料性能检测设备。

附图说明

图1为分散型材料的热传导与热膨胀性能检测仪示意图

图2为体积温度测量器的解剖示意图

其中1.温度控制器，2.体积温度测量器，3.信号测量控制器，4.上口塞，5.中空浮子，6.刻度线，7.管式容器，8.夹套式结构，9.下口塞，10.进液口，11.出液口，12.温度传感器。

具体实施方式

图1为本实用新型的总体构成，由温度控制器1、体积温度测量器2、信号测量控制器3组成，图2显示了体积温度测量器2的结构，在管式容器7的侧壁上刻有刻度线6，管式容器7外围套有夹套式结构8，外围套有夹套式结构8上设出液口11，下设进液口10，出液口11和进液口10与温度控制器1连接，管式容器7顶端是上口塞4，底部是下口塞9，内部设中空浮子5，上口塞4和中空浮子5有垂直插孔，将温度传感器放在此位置。

使用时按图1组装固定连接好各个器件，将分散型材料填装在这一定直径的管式容器7中，通过信号检测控制器3首先使温度控制器1达到目标温度，然后利用温度控制器1迅速将流体传温介质循环到体积温度测量器2的夹套式结构8中，实现控制管式容器7的外界温度；利用信号检测控制器3通过管式容器7中的温度传感器1和体积标度计5或6跟踪记录管式容器7中材料温度和体积。对材料热传导性能的检测，通过测量材料温度随时间的变化率实现对材料热传导性能的表征，改变分散型材料的外界环境温度，致使管式容器7的中心与边缘的存在一定温差，测量这温差随时间的变化率，从而表征出材料的热传导性能。在相同的条件下，温度变化率的大小就反应了材料的导热性能，温度变化率越大，材料的导热性能越好，即导热性能好的材料，温度变化率大；导热性能差的材料，温度变化率小。对材料热膨胀性能的检测，通过改变分散型材料的外界温度，即夹套式结构8中的温度，致使分散型材料的体积随着外界温度的变化而变化，温度稳定后，中空浮子5或管式容器7的刻度线等体积标度计测量出一定温度下的分散型材料的体积；改变不同的外界温度，测量出不同温度下的材料体积，从而表征出材料的热膨胀性能，通常情况下，体积变化的大小反应了材料的膨胀性能；在相同的条件下，体积变化越大，材料的热膨胀性能越好。