专利名称：多孔陶瓷导热系数的简易测量装置的制作方法
技术领域：
本发明属于导热测量技术领域，具体涉及多孔陶瓷导热系数的测量装置。
背景技术：
多孔陶瓷由于具有低导热，低密度，高孔隙，耐高温和耐腐蚀等优异性能，被广泛应用于制备过滤膜，催化剂载体，燃烧器和保温材料等。其中，导热系数是多孔陶瓷一个重要的物理参数，是评价多孔陶瓷性能必不可少的基础数据。目前，多孔陶瓷的导热系数主要通过实验测量获得，根据测量原理大致可分为稳态法和非稳态法。稳态测量法具有原理简单，可准确、直接地获得热导率，缺点是测定时间较长和对环境(如测量系统的绝热条件、测量过程中的温度控制以及样品的形状尺寸等)要求苛刻。非稳态测量法通过测量样品的温度分布随时间变化来推算导热系数，特点是测量时间短、精确性高、对环境要求低，但是公式较复杂，一般多用于比热基本趋于常数的中、高温区导热系数的测量。常用的稳态法有防护平板法，热流计法等，常用的非稳态法有热线法，平面热源法和散光等，并且各种测量方法都有一定的导热系数测量范围。多孔陶瓷的成型方法有很多种，当运用模压或者注模成型时，最终样品的尺寸受限于模具大�。庋芏嗥胀ǖ娜鹊悸什馐砸瞧鞑⒉皇视茫承┠芄唤胁饬康木懿饬恳瞧饔旨鄹癜汗螅幸淮尾饬克璺延媒细撸源罱ㄒ恢帜芸焖僮急覆饬慷嗫滋沾傻既认凳募蛞资笛樽爸檬欠浅１匾摹�
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种多孔陶瓷导热系数的简易测量装置。多孔陶瓷导热系数的简易测量装置包括位于底部的加热器1，加热器I的顶部设有热源2，热源2的顶部设有上下对应的上铜片5和下铜片3，下铜片3与热源2直接接触为热端，上铜片5为冷端；测量时，被测多孔陶瓷4位于上铜片5和下铜片3之间；上铜片5的中部和下铜片3的中部分别开设有小孔，上热电偶8的一端插设于上铜片5的小孔内，下热电偶9的一端插设于下铜片3的小孔内；上铜片5、被测多孔陶瓷4和下铜片3上包裹着保温罩6，保温罩6的外侧顶部设有重块7 ;上热电偶8的另一端和下热电偶9的另一端分别位于保温罩6的外部。所述热源2为圆形或方形的厚铁块或厚铜块，厚度为20 40mm ;圆形的厚铁块或厚铜块直径为60 80mm，方形的厚铁块或厚铜块的边长为60 80mm ;所述上铜片5和下铜片3均为圆形或方形，厚度3 5mm ;所述重块7为圆形或方形的铁块或者铅块，厚度为20 40mm ;圆形的铁块或者铅块的直径为20 30mm。方形的铁块或者铅块的边长为20 30mmo所述加热器I为高温陶瓷加热片或者电阻加热器。保温罩材料为聚苯乙烯或者聚氨酯泡沫保温材料。所述上热电偶8和下热电偶9均为Φ0.5的K型铠装热电偶。
本发明利用傅里叶传热定律，一个厚度为h、截面积为A的样品两边的热端温度和冷端温度分别记为Th和T。，则从热端到冷端在样品内将产生一个纵向热流Q。由此可以导出样品的导热系数λ为:
权利要求
1.多孔陶瓷导热系数的简易测量装置，其特征在于:包括位于底部的加热器(I)，加热器(I)的顶部设有热源(2)，热源(2)的顶部设有上下对应的上铜片(5)和下铜片(3)，下铜片(3)与热源(2)直接接触为热端，上铜片(5)为冷端；测量时，被测多孔陶瓷(4)位于上铜片(5)和下铜片(3)之间；上铜片(5)的中部和下铜片(3)的中部分别开设有小孔，上热电偶(8)的一端插设于上铜片(5)的小孔内，下热电偶(9)的一端插设于下铜片(3)的小孔内；上铜片(5)、被测多孔陶瓷(4)和下铜片(3)上包裹着保温罩(6)，保温罩(6)的外侧顶部设有重块(7);上热电偶(8)的另一端和下热电偶(9)的另一端分别位于保温罩(6)的外部。
2.根据权利要求1所述的多孔陶瓷导热系数的简易测量装置，其特征在于:所述热源(2)为圆形或方形的厚铁块或厚铜块，厚度为20 40mm ;圆形的厚铁块或厚铜块直径为60 80mm，方形的厚铁块或厚铜块的边长为60 80mm ;所述上铜片(5)和下铜片(3)均为圆形或方形，厚度3 5mm ;所述重块(7)为圆形或方形的铁块或者铅块,厚度为20 40mm ；圆形的铁块或者铅块的直径为20 30mm，方形的铁块或者铅块的边长为20 30mm。
3.根据权利要求1或2所述的多孔陶瓷导热系数的简易测量装置，其特征在于:所述加热器(I)为高温陶瓷加热片或者电阻加热器。
4.根据权利要求1或2所述的多孔陶瓷导热系数的简易测量装置，其特征在于:保温罩材料为聚苯乙烯或者聚氨酯泡沫保温材料。
5.根据权利要求1或2所述的多孔陶瓷导热系数的简易测量装置，其特征在于:所述上热电偶(8)和下热电偶(9)均为Φ0.5的K型铠装热电偶。
全文摘要
本发明涉及多孔陶瓷导热系数的简易测量装置。该装置包括位于底部的加热器，加热器的顶部设有热源，热源的顶部设有上下对应的上铜片和下铜片，下铜片与热源直接接触为热端，上铜片为冷端；测量时，被测多孔陶瓷位于上铜片和下铜片之间；上铜片和下铜片分别连接着热电偶；上铜片、被测多孔陶瓷和下铜片上包裹着保温罩，保温罩的外侧顶部设有重块。本发明装置利用傅里叶传热定律计算导热系数，结构简单；搭建装置所用的加热器、热源、铜片、热电偶等部件并不昂贵，成本较低；利用该装置测量导热系数的实验操作步骤较少，与稳态法测量一次需几个小时相比较，本发明测量一次所需的时间一般在10～20分钟。
文档编号G01N25/20GK103149238SQ20131010844
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月30日 优先权日2013年3月30日
发明者张和平, 龚伦伦, 张瑞芳, 王永红, 程旭东, 杨晖 申请人:中国科学技术大学
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