本實(shí)用新型屬于固體粉末熱物性測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于瞬態(tài)平面熱源法測量粉末導(dǎo)熱系數(shù)的裝置。

背景技術(shù)：

粉末絕熱材料主要包括膨脹珍珠巖、氣凝膠和空心玻璃微珠等，具有密度小、導(dǎo)熱系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性高、阻燃性好等優(yōu)點(diǎn)，是一類重要的絕熱材料。若將粉末絕熱材料置于真空環(huán)境下，其絕熱性能可提升十倍，具有很大的應(yīng)用價值。導(dǎo)熱系數(shù)是絕熱材料的重要熱物性參數(shù)，因此，測量粉末絕熱材料在一定溫度、一定真空度下的導(dǎo)熱系數(shù)對于探索粉末絕熱規(guī)律具有十分重要的意義。

導(dǎo)熱系數(shù)的測量方法一般分為穩(wěn)態(tài)法和瞬態(tài)法，穩(wěn)態(tài)法以傅立葉一維傳熱定律為理論依據(jù)，要求在待測樣品內(nèi)部的熱傳遞達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)，即使待測樣品內(nèi)部建立一個穩(wěn)定的溫度分布，通過測定加熱功率、傳熱截面積以及溫度梯度來計算導(dǎo)熱系數(shù)。這種方法具有原理清晰，可準(zhǔn)確測定待測樣品的導(dǎo)熱系數(shù)，適用于寬溫區(qū)測量等優(yōu)點(diǎn)，但穩(wěn)態(tài)法，測試時間長(根據(jù)待測樣品的導(dǎo)熱系數(shù)及測試環(huán)境的不同，測試時間一般在幾小時、十幾小時、幾十小時不等)，并對測量環(huán)境(如測量系統(tǒng)的絕熱條件、測量過程中的溫度控制、樣品的形狀尺寸等)的要求較為苛刻。瞬態(tài)法，又分為熱線法、熱帶法和熱盤法(即瞬態(tài)平面熱源法)，此種方法測量過程中樣品的溫度分布隨時間而變化，根據(jù)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分方程，通過測量樣品上溫度隨時間的變化關(guān)系，便可以算出待測樣品的導(dǎo)熱系數(shù)。瞬態(tài)法耗時短，響應(yīng)快，得到廣泛的應(yīng)用。

1991年Gustafsson發(fā)明了瞬態(tài)平面熱源法(Transient Plane Source Method，TPS)測試材料的導(dǎo)熱系數(shù)，其測試方法發(fā)表在《科學(xué)儀器綜述》1991年62卷3期第797-804頁(Gustafsson S E.Transient plane source techniques for thermal conductivity and thermal diffusivity measurements of solid materials[J].Review of scientific instruments,1991,62(3):797-804.)。瞬態(tài)平面熱源法的核心部件是一種既能作為熱源，又能作為溫度傳感器的探頭，該探頭用一個10μm厚的具有連續(xù)雙螺旋結(jié)構(gòu)的金屬鎳薄片制成，鎳薄片由兩片很薄的(每片為0.25μm厚)絕緣保護(hù)層(聚酰亞胺薄膜)保護(hù)，類似于三明治結(jié)構(gòu)。測試時，首先，將探頭夾緊在兩塊相同材料的待測樣品中間。然后，根據(jù)待測樣品的大概傳熱性能，在一定的時間內(nèi)向探頭輸入恒定的功率，隨著探頭溫度的增加，熱量向待測樣品傳遞，同時探頭阻值相應(yīng)增加，探頭溫度增加的速率依賴于待測樣品的傳熱速率。在這段時間內(nèi)，探頭兩端的電壓被記錄下來。由于功率恒定，通過探頭兩端的電壓變化就能推算出探頭電阻的變化。最后，已知電壓隨時間的變化、溫度隨時間的變化和熱流量，就能計算出待測材料的導(dǎo)熱系數(shù)和體積熱容。用瞬態(tài)平面熱源法測量粉末樣品的導(dǎo)熱系數(shù)所用時間一般在幾十秒到幾百秒范圍內(nèi)，可快速獲得樣品的導(dǎo)熱系數(shù)，測量方便快捷。若用穩(wěn)態(tài)法測量粉末絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)，根據(jù)待測樣品的導(dǎo)熱系數(shù)及測試環(huán)境的不同，測試時間一般在幾小時、十幾小時甚至幾十小時不等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決穩(wěn)態(tài)法測量粉末絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)時間過長的問題，本實(shí)用新型提供一種基于瞬態(tài)平面熱源法的粉末導(dǎo)熱系數(shù)測量裝置，該裝置可快速測量粉末絕熱材料在一定溫度、一定真空度下的導(dǎo)熱系數(shù)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：

一種基于瞬態(tài)平面熱源法測量粉末導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，該裝置包括：真空容器和恒溫系統(tǒng)；所述恒溫系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置真空容器；

所述恒溫系統(tǒng)為烘箱(RT-200℃)、水浴系統(tǒng)(0℃-100℃)、油浴系統(tǒng)(100℃-200℃)或其它低溫系統(tǒng)(如：液氮(77K)、液氮深冷箱(77K-RT)等)等；恒溫系統(tǒng)可根據(jù)測量需要，為待測樣品提供一定的環(huán)境溫度；恒溫系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置2支PT100鉑電阻溫度計，監(jiān)測恒溫系統(tǒng)內(nèi)部溫度恒定。

所述的真空容器為圓柱體結(jié)構(gòu)，為待測粉末樣品提供一定的真空環(huán)境。

所述真空容器包括真空容器筒體、真空容器上法蘭和抽真空管；

所述真空容器筒體和真空容器上法蘭匹配固定；真空容器筒體和真空容器上法蘭之間采用銦密封，保證了裝置的氣密性；

所述抽真空管穿過真空容器上法蘭與真空容器筒體連通；

所述真空容器筒體內(nèi)包括粉末樣品架、測試探頭、PT100鉑電阻溫度計和固定環(huán)；

所述真空容器筒體內(nèi)設(shè)置3支PT100鉑電阻溫度計，監(jiān)測真空容器筒體內(nèi)部溫度恒定；

所述固定環(huán)為空心圓環(huán)結(jié)構(gòu)，固定環(huán)包括固定環(huán)左半只和固定環(huán)右半只，該固定環(huán)右半只和固定環(huán)左半只連接固定；

所述固定環(huán)的上表面設(shè)置1支PT100鉑電阻溫度計。

所述固定環(huán)與真空容器筒體的底面連接固定；固定環(huán)內(nèi)設(shè)置粉末樣品架下半只；該粉末樣品架下半只與粉末樣品架上半只匹配固定；該粉末樣品架上半只與粉末樣品架上蓋匹配固定；

所述粉末樣品架是具有空心圓柱腔的圓柱體結(jié)構(gòu)；粉末樣品架包括粉末樣品架上蓋、粉末樣品架上半只和粉末樣品架下半只；

所述粉末樣品架下半只、粉末樣品架上半只、粉末樣品架上蓋表面分別設(shè)置1支PT100鉑電阻溫度計。

所述粉末樣品架下半只、粉末樣品架上半只、粉末樣品架上蓋連接處均涂抹薄層硅脂，利于粉末樣品架三部分之間的傳熱。

所述粉末樣品架上蓋設(shè)有溫度計孔和透氣孔；

所述測試探頭的一端設(shè)置在粉末樣品架下半只與粉末樣品架上半只之間，另一端與導(dǎo)線連接；

所述PT100鉑電阻溫度計一端穿過粉末樣品架上蓋的溫度計孔與測試探頭連接，另一端與導(dǎo)線連接；

所述導(dǎo)線設(shè)置在抽真空管內(nèi)。

進(jìn)一步，所述透氣孔上設(shè)有不銹鋼網(wǎng)。以便在抽真空時待測粉末樣品不會被抽出，透氣孔的數(shù)量和大小視粉末樣品架的大小而定；

進(jìn)一步，所述粉末樣品架和固定環(huán)的材質(zhì)是采用紫銅材料。

進(jìn)一步，所述真空容器的材質(zhì)是采用304不銹鋼材料。

進(jìn)一步，所述PT100鉑電阻溫度計可根據(jù)測量需求和實(shí)際情況而增加或減少。

測量粉末樣品在一定溫度、一定真空度下的導(dǎo)熱系數(shù)，測試方法如下：

1)在計算機(jī)內(nèi)安裝Hot Disk熱常數(shù)分析軟件。

2)待測樣品的安裝：首先將粉末樣品架下半只的待測樣品區(qū)裝滿粉末樣品，放置測試探頭，將粉末樣品架上、下半只連接固定(用粉末樣品架上、下半只夾緊測試探頭)；將粉末樣品架上半只的待測樣品區(qū)裝滿粉末樣品；在粉末樣品架上蓋的內(nèi)表面粘上600-1000目的不銹鋼網(wǎng)，將粉末樣品架上半只與上蓋連接固定；將PT100鉑電阻溫度計的一端穿過粉末樣品架上蓋的溫度計孔與測試探頭連接；粉末樣品架下半只、粉末樣品架上半只、粉末樣品架上蓋連接處均涂抹薄層硅脂。

3)固定環(huán)的安裝

將安裝好待測樣品及測試探頭的粉末樣品架設(shè)置在固定環(huán)左半只和固定環(huán)右半只的中間，將固定環(huán)左半只和固定環(huán)右半只連接固定；在粉末樣品架的外表面設(shè)置3支PT100鉑電阻溫度計(粉末樣品架下半只、粉末樣品架上半只、粉末樣品架上蓋各1支)；在固定環(huán)的上表面設(shè)置1支PT100鉑電阻溫度計；將固定環(huán)的下表面與真空容器筒體的底面涂抹薄層硅脂，并連接固定。

4)真空環(huán)境的營造

將真空容器筒體的底板設(shè)置1支PT100鉑電阻溫度計，內(nèi)壁設(shè)置2支PT100鉑電阻溫度計，監(jiān)測真空容器筒體的溫度；將真空容器筒體與真空容器上法蘭用銦密封，連接固定；開啟機(jī)械泵，通過抽真空管為測試裝置抽真空，待真空度達(dá)到10^-1Pa量級，開啟分子泵繼續(xù)抽至10^-3Pa，關(guān)閉真空容器閥門、分子泵和機(jī)械泵；將少量氮?dú)獬淙胝婵杖萜鳎婵杖萜髦械恼婵斩冗_(dá)到測試所需真空度時，關(guān)閉充氣閥門；若充入氮?dú)夂?，高于所需真空度，還需開啟機(jī)械泵將真空抽至所需真空度。

5)溫度環(huán)境的營造

將恒溫系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置2支PT100鉑電阻溫度計，監(jiān)測恒溫系統(tǒng)內(nèi)部溫度恒定；將組裝好的真空容器置于恒溫系統(tǒng)中，恒溫系統(tǒng)可以是烘箱(RT-200℃)、水浴系統(tǒng)(0℃-100℃)、油浴系統(tǒng)(100℃-200℃)或其它低溫系統(tǒng)(如：液氦(4.2K)、液氮(77K)、液氮深冷箱(77K-RT)等)等，根據(jù)測量需要而選定；將恒溫系統(tǒng)的內(nèi)部溫度設(shè)定在測量所需的溫度。

6)開始測試：待真空容器筒體、粉末樣品架、固定環(huán)和測試探頭處的PT100鉑電阻溫度計的讀數(shù)達(dá)到測量所需溫度時，開始測試；Hot Disk熱常數(shù)分析軟件通過計算機(jī)給測試探頭在一段時間內(nèi)施加一定的功率(所施加的時間和功率均可通過待測樣品的導(dǎo)熱系數(shù)自行設(shè)定)，則測試探頭表面溫度升高，測試探頭升溫的同時向粉末內(nèi)部傳輸熱量；測試探頭溫度增加的速率依賴于待測樣品的傳熱速率，基于測試探頭的材料電阻變化與溫升的對應(yīng)關(guān)系，記錄加熱過程中測試探頭的溫度數(shù)據(jù)點(diǎn)，直到所設(shè)定的加熱時間為止，計算機(jī)將會自動記錄200個數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后通過Hot Disk熱常數(shù)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸、計算，從而得到粉末的導(dǎo)熱系數(shù)。

進(jìn)一步，本實(shí)用新型使用了Hot Disk熱常數(shù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和處理，選擇分析軟件中的雙面法和各向同性模塊，設(shè)定特定的加熱功率和加熱時間。

進(jìn)一步，本實(shí)用新型所選用的測試探頭為4922型。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

1、與傳統(tǒng)測量粉末導(dǎo)熱系數(shù)的方法相比，本實(shí)用新型基于瞬態(tài)平面熱源法測量粉末導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，可快速獲得粉末絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)。

2、本實(shí)用新型的裝置可以測量粉末絕熱材料在一定溫度、一定真空度下的導(dǎo)熱系數(shù)，測試溫度范圍在30K-473K，真空度范圍在10^-3Pa-1atm。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型粉末樣品架的剖面圖。

圖3是本實(shí)用新型固定環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.測試探頭，2.PT100鉑電阻溫度計，3.導(dǎo)線，4.待測樣品區(qū)，5.粉末樣品架，6.固定環(huán)，7.真空容器，8.真空容器筒體，9.真空容器上法蘭，10.抽真空管，11.恒溫系統(tǒng)，12.粉末樣品架上蓋，13.粉末樣品架上半只，14.粉末樣品架下半只，15.溫度計孔，16.透氣孔，17.固定環(huán)左半只，18.固定環(huán)右半只，19.固定環(huán)與真空容器底板連接孔，20.固定環(huán)左右半只連接孔。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本實(shí)用新型，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

一種基于瞬態(tài)平面熱源法測量粉末導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，該裝置包括：真空容器7和恒溫系統(tǒng)11；所述恒溫系統(tǒng)11內(nèi)設(shè)置真空容器7；

所述恒溫系統(tǒng)11為烘箱(RT-200℃)、水浴系統(tǒng)(0℃-100℃)、油浴系統(tǒng)(100℃-200℃)或其它低溫系統(tǒng)(最低至30K)(如：液氮(77K)、液氮深冷箱(77K-RT)等)等；本瞬態(tài)平面熱源法導(dǎo)熱系數(shù)測試裝置可測溫度范圍為30K-473K，恒溫系統(tǒng)11為待測樣品提供一定的環(huán)境溫度；

所述恒溫系統(tǒng)11內(nèi)設(shè)置2支PT100鉑電阻溫度計，監(jiān)測恒溫系統(tǒng)11內(nèi)部溫度恒定；

所述真空容器7包括真空容器筒體8、真空容器上法蘭9和抽真空管10；

所述真空容器筒體8和真空容器上法蘭9匹配固定；真空容器筒體8和真空容器上法蘭9之間采用銦密封；

所述抽真空管10穿過真空容器上法蘭9與真空容器筒體8連通；

所述真空容器筒體8內(nèi)包括粉末樣品架5、測試探頭1、PT100鉑電阻溫度計2和固定環(huán)6；

所述真空容器筒體8內(nèi)設(shè)置3支PT100鉑電阻溫度計2，監(jiān)測真空容器筒體8內(nèi)部溫度恒定；

所述固定環(huán)6的上表面設(shè)置1支PT100鉑電阻溫度計2；固定環(huán)6的底面設(shè)有固定環(huán)與真空容器筒體底面的連接孔19；固定環(huán)6上設(shè)有固定環(huán)左右半只連接孔20；

所述固定環(huán)6為空心圓環(huán)結(jié)構(gòu)，固定環(huán)6包括固定環(huán)左半只17和固定環(huán)右半只18，該固定環(huán)右半只18和固定環(huán)左半只17通過螺栓連接固定；

所述固定環(huán)6與真空容器筒體8的底面通過螺紋連接固定；固定環(huán)6內(nèi)設(shè)置粉末樣品架下半只14；該粉末樣品架下半只14與粉末樣品架上半只13匹配固定；該粉末樣品架上半只13與粉末樣品架上蓋12匹配固定；

所述粉末樣品架5是內(nèi)腔為直徑60mm、高60mm的空心圓柱腔，外表面為直徑80mm、高80mm的圓柱體結(jié)構(gòu)；粉末樣品架5包括粉末樣品架上蓋12、粉末樣品架上半只13和粉末樣品架下半只14；

粉末樣品架下半只14與粉末樣品架上半只13將測試探頭2夾緊；

所述粉末樣品架下半只14、上半只13、蓋子12表面分別設(shè)置1支PT100鉑電阻溫度計2。

所述粉末樣品架下半只14、上半只13、蓋子12連接處均涂抹薄層硅脂，利于粉末樣品架5三部分之間的傳熱。

所述粉末樣品架上蓋12設(shè)有溫度計孔15和透氣孔16；

所述測試探頭2的一端設(shè)置在粉末樣品架下半只14與粉末樣品架上半只13之間，另一端與導(dǎo)線3連接；

所述PT100鉑電阻溫度計2一端穿過粉末樣品架上蓋12的溫度計孔15與測試探頭1連接，另一端與導(dǎo)線3連接；

所述導(dǎo)線3設(shè)置在抽真空管10內(nèi)。

所述粉末樣品架上蓋12上設(shè)有12個直徑為5mm的透氣孔16，該透氣孔上設(shè)有1000目不銹鋼網(wǎng)。

所述粉末樣品架5和固定環(huán)6的材質(zhì)是采用紫銅材料。

所述真空容器7的材質(zhì)是采用304不銹鋼材料。

所述PT100鉑電阻溫度2計可根據(jù)測量需求和實(shí)際情況而增加或減少。

測量粉末在293K、10^-3Pa下的導(dǎo)熱系數(shù)，步驟如下：

1)在計算機(jī)內(nèi)安裝Hot Disk熱常數(shù)分析軟件；

2)待測樣品的安裝：首先將粉末樣品架下半只14的待測樣品區(qū)4裝滿粉末樣品，放置測試探頭1，將粉末樣品架上半只13、粉末樣品架下半只14連接固定(用粉末樣品架上半只13、粉末樣品架下半只14夾緊測試探頭)；將粉末樣品架上半只13的待測樣品區(qū)4裝滿粉末樣品；在粉末樣品架上蓋12的內(nèi)表面粘上1000目的不銹鋼網(wǎng)，將粉末樣品架上半只13與上蓋12連接固定；將PT100鉑電阻溫度計2的一端穿過粉末樣品架上蓋12的溫度計孔15與測試探頭1連接；粉末樣品架下半只14、粉末樣品架上半只13、粉末樣品架上蓋12連接處均涂抹薄層硅脂。

3)固定環(huán)的安裝

將安裝好待測樣品及測試探頭1的粉末樣品架5設(shè)置在固定環(huán)左半只17和固定環(huán)右半只18的中間，將固定環(huán)左半只17和固定環(huán)右半只18連接固定；在粉末樣品架5的外表面設(shè)置3支PT100鉑電阻溫度計2(粉末樣品架下半只14、粉末樣品架上半只13、粉末樣品架上蓋12各1支)；在固定環(huán)6的上表面設(shè)置1支PT100鉑電阻溫度計2；將固定環(huán)6的下表面與真空容器筒體8的底面涂抹薄層硅脂，并連接固定。

4)真空環(huán)境的營造

將真空容器筒體8的底板設(shè)置1支PT100鉑電阻溫度計2，內(nèi)壁設(shè)置2支PT100鉑電阻溫度計2，監(jiān)測真空容器筒體8的溫度；將真空容器筒體8與真空容器上法蘭9用銦密封，連接固定；開啟機(jī)械泵，通過抽真空管10為測試裝置抽真空，待真空度達(dá)到10^-1Pa量級，開啟分子泵繼續(xù)抽至10^-3Pa，關(guān)閉真空容器閥門、分子泵和機(jī)械泵。

5)溫度環(huán)境的營造

由于測量溫度就在室溫，故將真空容器7置于室內(nèi)即可。

6)開始測試：待真空容器筒體、粉末樣品架、固定環(huán)和測試探頭處的PT100鉑電阻溫度計2的讀數(shù)達(dá)到測試所需溫度時，開始測試；本實(shí)用新型使用了Hot Disk熱常數(shù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和處理，選擇分析軟件中的雙面法和各向同性模塊，設(shè)定特定的加熱功率和加熱時間；Hot Disk熱常數(shù)分析軟件通過計算機(jī)給測試探頭1施加所設(shè)定的額定電功率，測試探頭表面溫度升高，所述測試探頭1為4922型；測試探頭1升溫的同時向粉末內(nèi)部傳輸熱量，同時測試探頭1溫度發(fā)生改變，測試探頭1溫度增加的速率依賴于待測樣品的傳熱速率，基于測試探頭1的材料電阻變化與溫升的對應(yīng)關(guān)系，記錄加熱過程中測試探頭1的溫度數(shù)據(jù)點(diǎn)，直到所設(shè)定的加熱時間，計算機(jī)會自動記錄200個數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后通過Hot Disk熱常數(shù)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸、計算，從而得到粉末的導(dǎo)熱系數(shù)。

實(shí)施例2

一種基于瞬態(tài)平面熱源法測量粉末導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，如實(shí)施例1所述。

測量粉末在100℃、10Pa下的導(dǎo)熱系數(shù)，步驟如下：

1)在計算機(jī)內(nèi)安裝Hot Disk熱常數(shù)分析軟件；

2)待測樣品的安裝：首先將粉末樣品架下半只14的待測樣品區(qū)4裝滿粉末樣品，放置測試探頭1，將粉末樣品架上半只13、粉末樣品架下半只14連接固定(用粉末樣品架上半只13、下半只14夾緊測試探頭)；將粉末樣品架上半只13的待測樣品區(qū)4裝滿粉末樣品；在粉末樣品架上蓋12的內(nèi)表面粘上1000目的不銹鋼網(wǎng)，將粉末樣品架上半只13與上蓋12連接固定；將PT100鉑電阻溫度計2的一端穿過粉末樣品架上蓋12的溫度計孔15與測試探頭1連接；粉末樣品架下半只14、粉末樣品架上半只13、粉末樣品架上蓋12連接處均涂抹薄層硅脂。

3)固定環(huán)的安裝

將安裝好待測樣品及測試探頭1的粉末樣品架5設(shè)置在固定環(huán)左半只17和固定環(huán)右半只18的中間，將固定環(huán)左半只17和固定環(huán)右半只18連接固定；在粉末樣品架5的外表面設(shè)置3支PT100鉑電阻溫度計2(粉末樣品架下半只14、粉末樣品架上半只13、粉末樣品架上蓋12各1支)；在固定環(huán)6的上表面設(shè)置1支PT100鉑電阻溫度計2；將固定環(huán)6的下表面與真空容器筒體8的底面涂抹薄層硅脂，并連接固定。

4)真空環(huán)境的營造

將真空容器筒體8的底板設(shè)置1支PT100鉑電阻溫度計2，內(nèi)壁設(shè)置2支PT100鉑電阻溫度計2，監(jiān)測真空容器筒體8的溫度；將真空容器筒體8與真空容器上法蘭9用銦密封，連接固定；開啟機(jī)械泵，通過抽真空管10為測試裝置抽真空，待真空度達(dá)到10^-1Pa量級，開啟分子泵繼續(xù)抽至10^-3Pa，關(guān)閉真空容器閥門、分子泵和機(jī)械泵；將少量氮?dú)獬淙胝婵杖萜?，待真空容器7中的真空度達(dá)到10Pa時，關(guān)閉充氣閥門。若充入氮?dú)夂?，高于所需真空度，還需開啟機(jī)械泵將真空抽至10Pa。

5)溫度環(huán)境的營造

將恒溫系統(tǒng)11內(nèi)設(shè)置2支PT100鉑電阻溫度計2，監(jiān)測恒溫系統(tǒng)11內(nèi)部溫度恒定；將組裝好的真空容器7置于恒溫系統(tǒng)11中，此時恒溫系統(tǒng)11為烘箱(RT-200℃)或者水浴系統(tǒng)(0℃-100℃)均可；將恒溫系統(tǒng)11的內(nèi)部溫度設(shè)定在100℃。

6)開始測試：待真空容器筒體、粉末樣品架、固定環(huán)和測試探頭處的PT100鉑電阻溫度計2的讀數(shù)達(dá)到測試所需溫度時，開始測試；本實(shí)用新型使用了Hot Disk熱常數(shù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和處理，選擇分析軟件中的雙面法和各向同性模塊，設(shè)定特定的加熱功率和加熱時間；Hot Disk熱常數(shù)分析軟件通過計算機(jī)給測試探頭1施加所設(shè)定的額定電功率，測試探頭表面溫度升高，所述測試探頭1為4922型；測試探頭1升溫的同時向粉末內(nèi)部傳輸熱量，同時測試探頭1溫度發(fā)生改變，測試探頭1溫度增加的速率依賴于待測樣品的傳熱速率，基于測試探頭1的材料電阻變化與溫升的對應(yīng)關(guān)系，記錄加熱過程中測試探頭1的溫度數(shù)據(jù)點(diǎn)，直到所設(shè)定的加熱時間，計算機(jī)會自動記錄200個數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后通過Hot Disk熱常數(shù)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸、計算，從而得到粉末的導(dǎo)熱系數(shù)。

實(shí)施例3

一種基于瞬態(tài)平面熱源法測量粉末導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，如實(shí)施例1所述。

測量粉末在77K、10^-3Pa下的導(dǎo)熱系數(shù)，步驟如下：

1)在計算機(jī)內(nèi)安裝Hot Disk熱常數(shù)分析軟件；

2)待測樣品的安裝：首先將粉末樣品架下半只14的待測樣品區(qū)4裝滿粉末樣品，放置測試探頭1，將粉末樣品架上半只13、粉末樣品架下半只14連接固定(用粉末樣品架上半只13、粉末樣品架下半只14夾緊測試探頭)；將粉末樣品架上半只13的待測樣品區(qū)4裝滿粉末樣品；在粉末樣品架上蓋12的內(nèi)表面粘上1000目的不銹鋼網(wǎng)，將粉末樣品架上半只13與粉末樣品架上蓋12連接固定；將PT100鉑電阻溫度計2的一端穿過粉末樣品架上蓋12的溫度計孔15與測試探頭1連接；粉末樣品架下半只14、粉末樣品架上半只13、粉末樣品架上蓋12連接處均涂抹薄層硅脂。

3)固定環(huán)的安裝

將安裝好待測樣品及測試探頭1的粉末樣品架5設(shè)置在固定環(huán)左半只17和固定環(huán)右半只18的中間，將固定環(huán)左半只17和固定環(huán)右半只18連接固定；在粉末樣品架5的外表面設(shè)置3支PT100鉑電阻溫度計2(粉末樣品架下半只14、粉末樣品架上半只13、粉末樣品架上蓋12各1支)；在固定環(huán)6的上表面設(shè)置1支PT100鉑電阻溫度計2；將固定環(huán)6的下表面與真空容器筒體8的底面涂抹薄層硅脂，并連接固定。

4)真空環(huán)境的營造

將真空容器筒體8的底板設(shè)置1支PT100鉑電阻溫度計2，內(nèi)壁設(shè)置2支PT100鉑電阻溫度計2，監(jiān)測真空容器筒體8的溫度；將真空容器筒體8與真空容器上法蘭9用銦密封，連接固定；開啟機(jī)械泵，通過抽真空管10為測試裝置抽真空，待真空度達(dá)到10^-1Pa量級，開啟分子泵繼續(xù)抽至10^-3Pa，關(guān)閉真空容器閥門、分子泵和機(jī)械泵。

5)溫度環(huán)境的營造

將恒溫系統(tǒng)11內(nèi)設(shè)置2支PT100鉑電阻溫度計2，監(jiān)測恒溫系統(tǒng)11內(nèi)部溫度恒定；將組裝好的真空容器7置于恒溫系統(tǒng)11中，此時，恒溫系統(tǒng)11是盛有液氮的液氮杜瓦。

6)開始測試：待真空容器筒體、粉末樣品架、固定環(huán)和測試探頭處的PT100鉑電阻溫度計2的讀數(shù)達(dá)到測試所需溫度時，開始測試；本實(shí)用新型使用了Hot Disk熱常數(shù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和處理，選擇分析軟件中的雙面法和各向同性模塊，設(shè)定特定的加熱功率和加熱時間；Hot Disk熱常數(shù)分析軟件通過計算機(jī)給測試探頭1施加所設(shè)定的額定電功率，測試探頭表面溫度升高，所述測試探頭1為4922型；測試探頭1升溫的同時向粉末內(nèi)部傳輸熱量，同時測試探頭1溫度發(fā)生改變，測試探頭1溫度增加的速率依賴于待測樣品的傳熱速率，基于測試探頭1的材料電阻變化與溫升的對應(yīng)關(guān)系，記錄加熱過程中測試探頭1的溫度數(shù)據(jù)點(diǎn)，直到所設(shè)定的加熱時間，計算機(jī)會自動記錄200個數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后通過Hot Disk熱常數(shù)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸、計算，從而得到粉末的導(dǎo)熱系數(shù)。

本文中所采用的描述方位的詞語“上”、“下”、“左”、“右”等均是為了說明的方便基于附圖中圖面所示的方位而言的，在實(shí)際裝置中這些方位可能由于裝置的擺放方式而有所不同。

顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉，凡是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之列。