棒10接触，为了方便放置模具，将高温槽5与一升降机构4连接，放置模具时， 先将高温槽提升，增加高温槽和低温槽之间的距离，将模具放置在低温槽的低温导电铜棒 上时，在将高温槽向下降，直至高温导热铜棒与模具顶端压紧接触。其中，升降机构4的驱 动部件与执行控制模块2通过电路连接，自动控制升降机构动作。升降机构还包括有限位 标尺3,通过高温槽上设置的定位块与限位标尺上的极限挡块接触，限定容器的升降极限位 置。具体的，升降机构4可采用螺杆升降机构，电机驱动螺杆转动，螺母连接高温槽实现升 降移动。
[0030] 在本装置工作时，首先通过电加热器把高温导热铜棒和低温导热铜棒调节至初始 工作温度后，把液态样品装入模具中，并与模具一起放置在下方的低温导热铜棒上，然后控 制高温槽升降，将高温导热铜棒压紧接触模具的顶端，模具开口端的液态样品与高温导热 铜棒表面接触，将模具内的液态样品置于温场中。随后通过控制执行模块和上位机监控系 统1开始按照设定的升温速率进行升温，将导热铜棒加热到预定的结束温度时，实验停止， 去除模具进行脱模取出冷冻好的固态样品。
[0031] 在实际应用中，高温槽5和低温槽11内盛装的低温介质为液氮，在常压下，液氮温 度为一 196°C，可达到多孔材料生成要求的低温，高温槽5和低温槽11分别通过管道14与 液氮罐16连接，出于保温以及防止接触冻伤的目的，管道14为真空隔热软管，在高温槽5 和低温槽11连接的管道14上分别设有高温电磁阀12和低温电磁阀13,高温电磁阀12和 低温电磁阀13同样分别与执行控制模块2通过电路连接，可自动控制液氮向高温槽和低温 槽的补充输送，管道14的总管上还设有截止阀15,液氮罐16与氮气瓶19连接，其间设有压 力表17和减压阀18.
[0032] 在实际应用中，执行控制模块采用PLC或单片机，结合工控机实现自动控制。PLC 或单片机以及工控机的电路连接均是现有成熟技术，在此不对本实用新型中的执行控制模 块的电路连接座进一步赘述。
[0033] 本实施例具体的工作过程按以下步骤进行：
[0034] ①开机设置参数（模具及样品参数、升温曲线和最大执行步骤）；
[0035] >低温导热铜棒温度变化范围：-100~+100°C ;
[0036] 高温导热铜棒温度变化范围：0~+80°C ;
[0037] >低温端和高温端升温控制情况：
[0038] V低温、高温两端可分别独立设定升温程序，线性升温速率范围为0. 1-12Γ / min ；
[0039] V极端情况可设定低温、高温两端在运行过程中始终保持恒定；
[0040] V可分段实现控温过程，每30s为一个控温段。
[0041 ] ②打开高温槽和低温槽连接管路上的高温电磁阀和低温电磁阀，向高温槽和低温 槽内通入液氮。
[0042] ③开启测试开关，把装有浆料的模具放置在低温导热铜棒的表面，开启升降机构 的控制开关。
[0043] ④将高温端的高温导热铜棒压紧模具后，测试自动进入升温阶段，计时器进行计 时，实验开始。
[0044] ⑤预设升温曲线完成，上位机监控系统将实验数据的报表自动保存，"试验完成" 指不灯壳，实验结束，关机，取样。
[0045] 以上实施例是对本实用新型的说明，并非对本实用新型的限定，如升降机构可连 接高温槽，也可连接低温槽升降，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例 的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的具体工作原理，在不脱离本 实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落 入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效 物界定。
【主权项】
1. 一种制备定向结构多孔材料的设备，其特征在于包括： 定向温场，分为两个分别装有低温介质的容器，两个容器相对设置，相对面分别设有传 递温度的导热部件，所述导热部件分别连接有电加热器； 模具（8)，用于盛装浆料，所述模具（8)放置在定向温场中，模具两端分别与两个容器 的导热部件接触； 执行控制模块（2)，分别通过电路连接到两个电加热器，控制定向温场的温度变化，所 述执行控制模块（2)具有上位机监控系统（1)，用于设定参数和发出指令，分别控制两个容 器的导热部件的温度变化。2. 根据权利要求1所述的一种制备定向结构多孔材料的设备，所述定向温场的两个容 器沿竖直方向布置，其中一个容器连接有升降机构（4)，可升降移动。3. 根据权利要求2所述的一种制备定向结构多孔材料的设备，所述升降机构（4)的驱 动部件与执行控制模块（2)通过电路连接。4. 根据权利要求3所述的一种制备定向结构多孔材料的设备，所述升降机构（4)为螺 杆升降机构，通过电机驱动。5. 根据权利要求2所述的一种制备定向结构多孔材料的设备，所述升降机构还包括有 限位标尺（3)，限定容器的升降极限位置。6. 根据权利要求1所述的一种制备定向结构多孔材料的设备，所述导热部件为导热铜 棒。7. 根据权利要求1-6中任一项所述的一种制备定向结构多孔材料的设备，所述容器内 盛装的低温介质为液氮，所述容器分别通过管道（14)与液氮罐（16)连接。8. 根据权利要求7所述的一种制备定向结构多孔材料的设备，所述容器连接管道（14) 上分别设有电磁阀，所述电磁阀与执行控制模块（2)通过电路连接。9. 根据权利要求8所述的一种制备定向结构多孔材料的设备，所述管道（14)为真空隔 热软管。10. 根据权利要求1所述的一种制备定向结构多孔材料的设备，所述执行控制模块采 用PLC或单片机。
【专利摘要】本实用新型公开了一种制备定向结构多孔材料的设备，包括定向温场、模具和执行控制模块，定向温场为两个分别装有低温介质的容器构成，两个容器相对设置，相对面分别设有传递温度的导热部件，所述导热部件分别连接有电加热器；盛装浆料的模具放置在定向温场中，模具两端分别与两个容器的导热部件接触，执行控制模块分别通过电路连接到两个电加热器，控制定向温场的温度变化。本实用新型用以实现多孔材料制备过程中控温区间广泛、精度提高和液氮流量智能调节等功能，可精细控制定向多孔结构制备过程的工艺参数，最终获得长程有序程度较高，多孔形貌规整均匀、性能优异的多孔材料。
【IPC分类】C04B38/00
【公开号】CN205088140
【申请号】CN201520794100
【发明人】张妍, 张斗, 鲍寅祥
【申请人】湖南大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年10月14日