专利名称：测量材料固液相工程导热系数的装置和方法
技术领域：
本发明涉及材料导热系数测试技术领域。
技术背景
目前，材料导热系数的获取主要以实验测量为主，并且主要针对固相材料的中、低温段。而对于高温熔融态液相材料导热系数的测量难度较大。此外，现有装置对待测样品尺寸、形状要求高，制样麻烦。而且，以无机盐为例，精心挑选和磨制的测量样品内裂纹、气孔等缺陷形态较小，数量少，样品规格很小。但是，实际工程应用中的无机盐材料，往往不仅用量大，而且材料中存在大量孔洞、裂纹等缺陷，他们将导致声子散射，减小声子平均自由程， 降低材料导热系数。所以，由于样品测量条件与样品材料实际工程应用条件差异大，实验测得导热系数不一定与实际工程应用值一致。发明内容
本发明的目的是提供一种测量材料固液相工程导热系数的装置及方法。
本发明是测量材料固液相工程导热系数的装置和方法，其装置有一个样品盛装容器010，样品盛装容器010由桶体011和桶盖012构成，桶盖012有下沿，扣盖于桶体011之上，样品501盛装于样品盛装容器010中，桶体011为圆柱体，底部有桶底，在桶盖012的圆周上均勻、垂直分布连接有左侧套管013、前侧套管014、右侧套管015和后侧套管016，中心套管017设置于桶盖012的中心，五根套管在桶盖102下沿侧伸出的长度是桶体101高度的2/3，套管另一端高出桶盖102，在上述每个套管中分别插有一个热电偶，在桶盖012的盘面上安装一空心螺栓丝堵018，空心螺栓丝堵018由排气管018-1、空心螺栓018-2、垫圈 018-3、加料孔018-4、固定螺母018-5组成，加料孔018-4为桶盖012上开设的一个通孔， 固定螺母018-5的螺纹孔与加料孔018-4同轴，空心螺栓018-2与固定螺母018-5和排气管018-1均通过螺纹连接，电加热器绝缘环101形状为圆筒形，其外壁有螺旋形沟槽，电炉丝102盘绕于电加热壁101在螺旋形沟槽内，位于顶部的第一层耐火砖保护板201为圆盘形，盘面上有5个通孔，分别与左侧套管013、前侧套管014、右侧套管015、后侧套管016、中心套管017和排气管018-1同轴，位于顶部的第二层耐火砖保护板202为圆盘形，盘面上有 5个通孔，分别左侧套管013、前侧套管014、右侧套管015、后侧套管016和中心套管017和排气管018-1同轴，侧壁耐火砖保护环203为圆筒形，其高度与电加热壁101高度相同；底部耐火砖保护板204为圆盘形，直径与侧壁耐火砖保护环203外径相同，第一层耐火砖保护板201、侧壁耐火砖保护环203和底部耐火砖保护板204外围有保温层，有5个温度补偿线分别穿过第一层耐火砖保护板201的5个通孔，与数据采集仪连接。
测量材料固液相工程导热系数的方法，其步骤为
(1)盛装测试样品；
(2)将热电偶与数据采集仪连接，并接好地线；
(3)通电加热，采集数据；
(4)测试样品熔化后保温一定时间，然后继续加热，达到预期温度后，停止加热；
(5)数据处理，采用下式计算导温系数
权利要求
1.测量材料固液相工程导热系数的装置，有一个样品盛装容器(010)，样品盛装容器 (010)由桶体(011)和桶盖(012)构成，桶盖(012)有下沿，扣盖于桶体(011)之上，样品 (501)盛装于样品盛装容器(010)中，其特征在于桶体(011)为圆柱体，底部有桶底，在桶盖 (012)的圆周上均勻、垂直分布连接有左侧套管(013)、前侧套管(014)、右侧套管(015)和后侧套管(016)，中心套管(017)设置于桶盖(012)的中心，五根套管在桶盖(102)下沿侧伸出的长度是桶体(101)高度的2/3，套管另一端高出桶盖(102)，在上述每个套管中分别插有一个热电偶，在桶盖(012)的盘面上安装一空心螺栓丝堵(018)，空心螺栓丝堵(018) 由排气管(018-1)、空心螺栓(018-2)、垫圈(018-3)、加料孔(018-4)、固定螺母(018-5)组成，加料孔(018-4)为桶盖(012)上开设的一个通孔，固定螺母(018-5)的螺纹孔与加料孔(018-4)同轴，空心螺栓(018-2)与固定螺母(018-5)和排气管(018-1)均通过螺纹连接，电加热器绝缘环(101)形状为圆筒形，其外壁有螺旋形沟槽，电炉丝(10 盘绕于电加热壁(101)在螺旋形沟槽内，位于顶部的第一层耐火砖保护板O01)为圆盘形，盘面上有5 个通孔，分别与左侧套管(013)、前侧套管(014)、右侧套管(015)、后侧套管(016)、中心套管(017)和排气管(018-1)同轴，位于顶部的第二层耐火砖保护板(202)为圆盘形，盘面上有5个通孔，分别左侧套管(013)、前侧套管(014)、右侧套管(015)、后侧套管(016)和中心套管(017)和排气管(018-1)同轴，侧壁耐火砖保护环(203)为圆筒形，其高度与电加热壁 (101)高度相同；底部耐火砖保护板(204)为圆盘形，直径与侧壁耐火砖保护环(20 外径相同，第一层耐火砖保护板001)、侧壁耐火砖保护环(203)和底部耐火砖保护板(204)外围有保温层，有5个温度补偿线分别穿过第一层耐火砖保护板O01)的5个通孔，与数据采集仪连接。
2.根据权利要求1所述的测量材料固液相工程导热系数的装置，其特征在于桶盖 (012)扣盖在桶体(011)上之后，左侧套管(013)、前侧套管(014)、右侧套管(015)和后侧套管(016)贴近桶体(011)内壁。
3.根据权利要求1所述的测量材料固液相工程导热系数的装置，其特征在于五根热电偶分别插入左侧套管(013)、前侧套管(014)、右侧套管(015)后侧套管(016)和中心套管(017)。
4.根据权利要求1所述的测量材料固液相工程导热系数的装置，其特征在于底部耐火砖保护板(204)中心位置有放置桶盖(012)、电加热壁(101)和侧壁耐火砖保护环(203) 定位凹槽。
5.根据权利要求1所述的测量材料固液相工程导热系数的装置，其特征在于保温层保护之后的整个装置安放于圆筒形箱体内。
6.根据权利要求1所述的测量材料固液相工程导热系数的装置，其特征在于排气管 (018-1)可以伸入毒气(或废气)处理装置。
7.测量材料固液相工程导热系数的方法，其步骤为(1)盛装测试样品；(2)将热电偶与数据采集仪连接，并接好地线；(3)通电加热，采集数据；(4)测试样品熔化后保温一定时间，然后继续加热，达到预期温度后，停止加热；(5)数据处理，采用下式计算导温系数
全文摘要
测量材料固液相工程导热系数的装置和方法，包括样品盛装容器、电加热器、保护/温装置和测温系统，样品盛装容器是一个有底、有盖的圆柱形桶体。桶盖上焊有五个底部封堵的小径垂直套管，套管内各插有一根热电偶，并与数据采集仪连接，采用电炉丝圆周加热，外层有耐火砖保护层，测量材料固液相工程导热系数的方法，其方法的步骤为(1)盛装测试样品；(2)将热电偶与数据采集仪连接，并接好地线；(3)通电加热，采集数据；(4)测试样品熔化后保温一定时间，然后继续加热，达到预期温度后，停止加热；(5)数据处理，计算导温系数，确定样品的导热系数。
文档编号G01N25/20GK102507639SQ20111031077
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者王军伟, 王智平, 田禾青, 路阳, 马榕彬 申请人:兰州理工大学