[实用新型]一种石墨烯材料界面热阻的测量装置

说明书

本实用新型涉及一种石墨烯材料界面热阻的测量装置。所述测量装置包括上筒体、下筒体、上顶盖、压力机、水循环冷却单元、位移检测单元、加热单元、温度检测单元和数据处理单元，上、下筒体内分别设有第一金属块和第二金属块，测试样品设于两金属块之间，上顶盖位于第一金属块上方，压力机与上顶盖相连。本实用新型利用压力机对上顶盖施加压力，上顶盖将压力传递给测试样品，测试样品受力压缩，利用位移检测单元实时监控并采集测试样品在不同受力下的位移值，获得测试样品的压缩率，并实现测试样品在不同压缩率下的界面热阻的测量。本实用新型具有设备简单，测量精度高，可靠性好，测量使用范围广的优点。

技术领域

本实用新型涉及传热技术领域，尤其涉及一种石墨烯材料界面热阻的测量装置。

背景技术

热导率是反映材料热传导能力的物理量。界面热阻是因不同材料间交界面的存在而产生的对热量传递的阻碍。热导率与界面热阻在涉及到传热的工程领域中有广泛的应用背景，如在工程应用中，为了满足生产工艺的要求，有时通过提升材料热导率和减小界面热阻的方式以强化传热。

可压缩材料是指施加一定程度的压力时，其自身的总体积会发生变化的材料，例如粉末类材料或多孔材料，其中石墨烯材料是一种重要的可压缩材料。相比于不可压缩材料而言，可压缩材料的不同压缩率对自身的热导率与接触热阻均有重要的影响。近年来，随着可压缩材料在电子工业领域以及建筑行业等均有重要的应用，研究可压缩材料在不同压缩率下的热导率以及界面热阻具有重要的意义。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种石墨烯材料界面热阻的测量装置，可实现材料在不同压缩率下的界面热阻的测量。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种石墨烯材料热导率及界面热阻的测量装置，包括上筒体、下筒体、上顶盖、压力机、水循环冷却单元、位移检测单元、加热单元、温度检测单元和数据处理单元；所述上筒体与下筒体一体成型，所述上筒体和下筒体的侧壁沿轴向均设有若干个通孔；所述上筒体的内部为空心结构以形成上测试腔，所述上筒体的内壁设有滑槽，所述上顶盖安装于滑槽内并可沿着滑槽在上测试腔内上下滑动；所述上测试腔内设有上顶盖、第一金属块和测试样品，所述第一金属块的顶部和底部分别与上顶盖和测试样品接触，所述第一金属块的侧壁设有与所述滑槽相对应的突起部；所述下筒体的内部为空心结构以形成下测试腔，所述下测试腔内设有支撑部和第二金属块，所述第二金属块固设于支撑部上，所述第二金属块的顶部与测试样品接触，底部设为肋片结构且悬空于下测试腔内；所述水循环冷却单元与下测试腔相连；所述压力机与上顶盖相连；所述位移检测单元包括相互电连接的位移传感器和位移采集卡，所述位移传感器与上顶盖相连；所述加热单元包括相互电连接的电源和电加热组件，所述电加热组件内嵌于第一金属块内；所述温度检测单元包括相互电连接的热电偶阵列和温度采集卡，所述热电偶阵列设于所述若干个通孔内；所述数据处理单元分别与压力机、位移采集卡和温度采集卡电连接。

本实用新型利用压力机对上顶盖施加压力，上顶盖将压力传递给测试样品，测试样品受力压缩，利用位移检测单元实时监控并采集测试样品在不同受力下的位移值，获得测试样品的压缩率。相对于现有技术，本实用新型可针对可压缩材料，在同一套装置上改变可压缩材料的压缩率，并实现可压缩材料在不同压缩率下的热导率与界面热阻的同步测量，且本实用新型也可用于测量不可压缩材料的热导率与界面热阻。此外，本实用新型装置具有设备简单，测量精度高，可靠性好，测量使用范围广的优点。

进一步地，所述水循环冷却单元包括水冷腔、两段冷却水管和循环水泵；所述水冷腔分别通过两段冷却水管与下测试腔连通，在连通部位处分别形成进水口和出水口；所述循环水泵设于其中一段冷却水管中。

进一步地，所述肋片结构包括若干根条形片，所述条形片的两端分别靠近进水口和出水口。

进一步地，所述上、下筒体的外壁和内壁之间均填充有保温材料层。

进一步地，所述滑槽的深度为0.1～2mm。