专利名称：纳米材料相转移侦测装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种可用于侦测纳米流体的纳米材料相转移侦测装置及方法。
背景技术：
纳米流体是由一液体与添加于该液体的纳米材料组成的一种悬浮液。其中，液体包括水等溶剂，纳米材料包括纳米粉体(Nanoparticles)，如金属纳米粉体及其氧化物等。
目前的研究表明，在液体中以不同方式及不同比例添加纳米材料，可显著增加液体的导热系数，其显示了纳米流体在强化传热领域具有广阔的应用前景。
纳米流体强化传热的主要原因除了在液体中添加纳米材料，增加了液体之热容量、导热系数外，纳米材料的粒子与粒子、粒子与液体、粒子与壁面间的相互作用及碰撞，使得液体截面温度分布平坦，减小了层流底层，增强了流动湍流强度，强化了纳米流体内部的能量传递过程，进而提高了纳米流体的传热性能。
作为一种新型的强化传热介质，将纳米流体实际应用于工业技术，研究纳米流体中纳米材料的具体工作状态就显得十分重要。因此，需解决以下两个问题(1)纳米流体中的纳米材料是否可随着流体一起挥发作相转移，以达到液体循环散热；(2)纳米材料是否会因加热挥发碰撞机率增加而纠结在一起。
目前，对于纳米流体中纳米材料的工作状态的研究；一般是取样出来拍摄SEM(Scanning Electron Microscope，扫描电子显微镜)照片。但是，该种方法仅限于对纳米流体中纳米材料的静态分析；难以实现纳米流体中纳米材料可发生相转移与否的侦测。
有鉴于此，提供一种纳米材料相转移侦测装置及方法实为必要。
发明内容下面将以具体实施例说明一种纳米材料相转移侦测装置及方法，其可实现纳米材料是否发生相转移之侦测。
为实现上述内容，提供一种纳米材料相转移侦测装置，其包括一第一容器，用于盛装一待测纳米流体；一第二容器，其包括一光入射面及与该光入射面相对之一光出射面，及多个不透光侧面，该第二容器与所述第一容器密封连接；一加热装置，用于加热所述纳米流体；一光源，用于提供一光束经由该光入射面入射到所述第二容器内；一光谱侦测器，用于接收经由所述光出射面出射的光束以侦测所述纳米流体中纳米材料的特征吸收峰。
优选的，该纳米材料相转移侦测装置还包括一抽真空装置，用于对第一容器抽真空至一预定真空度。
优选的，所述加热装置包括一环绕所述第一容器的可控温加热线圈。
优选的，所述光源为可发射紫外光的光源。
优选的，所述光源的位置设置为其可提供一光束经由所述光入射面入射至所述第二容器内。
优选的，所述光谱侦测器的位置设置为其可接收经由所述光出射面出射的光束。
优选的，该纳米材料相转移侦测装置还包括一底座，用于固定所述第一容器。
以及，提供一种纳米材料相转移侦测方法，其包括以下步骤提供一盛装纳米流体的第一容器，其具有一预定真空度，该纳米流体包括一液体及一添加在该液体中的纳米材料；提供一第二容器，该第二容器与所述第一容器密封连接，其包括一光入射面及与该光入射面相对的一光出射面；加热第一容器内的纳米流体至一预定温度使该液体发生相转移，若该纳米材料发生相转移，则其将挥发至第二容器内；提供一光源，其产生一光束经由所述光入射面入射到所述第二容器内；提供一光谱侦测器，以接收经由所述光出射面出射的光束并检测其光谱；
检查该光谱中是否存在该纳米材料的特征吸收峰，进而获知该纳米材料是否发生相转移。
所述光源为可发射紫外光的光源。
优选的，所述纳米材料包括金属类纳米粉体及其氧化物。
更优选的，所述纳米粉体包括纳米金、纳米银。
相对于现有技术，本技术方案所提供的纳米材料相转移侦测装置及方法，其使用一光束经由光入射面入射至第二容器内；加热盛有纳米流体的第一容器使其纳米流体受热挥发至第二容器内，利用纳米材料对光束的吸收性能，入射的光束被纳米材料吸收，则在吸收谱带的相应波长处调减；通过光谱侦测器接收从光出射面出射的光束，并检测其光谱，以得知纳米材料的特征吸收峰是否存在，进而获知该纳米材料是否发生相转移。因此，该纳米材料相转移侦测装置及方法可实现纳米材料的相转移状况的侦测。
图1是本发明第一实施例的纳米材料相转移侦测装置示意图。
具体实施方式下面结合附图将对本发明实施例作进一步详细说明。
参见图1，本发明第一实施例所提供的纳米材料相转移侦测装置10，其包括一第一容器20；一第二容器30；一加热装置；一光源40；及一光谱侦测器50。
其中，该第一容器20可置于一耐热固定底座26上，该底座26可为耐热金属或电木。该第一容器20可进一步设置一真空阀门22，与抽真空装置相连用于对其进行抽真空，以使其达到一预定的真空度，并且第一容器20的真空度大小可依其所盛装纳米流体的应用领域不同而不同。该第一容器20的侧壁材质可选用铝或铜等导热金属，其用于盛装一待测纳米流体。该纳米流体由一液体(如，水)及添加于该液体的纳米材料组成。该纳米材料可选用金属类纳米粉体及其氧化物；其中纳米粉体可选用纳米金、纳米银等金属粒子或其氧化物。本实施例中选用纳米金。
该第二容器30包括一光入射面32及与该光入射面32相对的一光出射面34。该第二容器30的材质可根据光源40的特性而定，其材质应以对光源40少吸收或基本不吸收为佳，以使其不干扰最终侦测结果。例如，在本实施例中选用的光源40为紫外光源，则该第二容器30可使用一石英槽。该石英槽的光通过面为透明面，其分别可作为光入射面32及光出射面34；而其它侧面为雾面，紫外光不可透过。该第二容器30可设置在第一容器20内的纳米流体能挥发进入其内部的位置，且该第二容器30与该第一容器20在高于液面之处相连通并密封连接，以确保挥发的纳米流体不泄漏。优选的，该该第二容器30可设置在第一容器20的上端部。
该加热装置用于对第一容器20中的纳米流体进行加热，其为一可控温加热装置；该加热装置将第一容器20及其内的纳米金流体加热至一预定温度使其内的纳米液体挥发。在本实施例中采用环绕在第一容器外围的可控温加热线圈24对该第一容器20内的纳米流体进行加热。
该光源40可提供一光束42，该光束42穿过光入射面32入射到第二容器30内。光源40的位置设置为其可提供一光束经由所述光入射面32入射至所述第二容器30内。
光谱侦测器50用于接收由光出射面34出射的光束44，以侦测所述纳米流体中纳米材料的特征吸收峰。光谱侦测器50的位置设置为其可接收经由所述光出射面34出射的光束。另外，可依光源40的种类，选用适当的光谱侦测器。
下面将详细说明采用该纳米材料相转移侦测装置的侦测方法。
首先，将一纳米流体，如纳米金流体盛装于第一容器20内，对第一容器20抽真空至一预定真空度。
其次，通过加热线圈24对第一容器20进行加热。当可控温加热线圈24将第一容器20内的纳米金流体加热至预定温度时，该纳米流体中的液体产生相转移。若该纳米流体中的纳米材料随液体一起挥发作相转移(即纳米材料从液相挥发)，则挥发的纳米材料挥发进入到第二容器30中。
另外，第一容器20的预定真空度及预定温度可依其所盛装纳米流体的应用领域的不同而不同。
其后，光源40提供一光束42，在本实施例中为一紫外光束。该紫外光束通过第二容器30上的光入射面32入射至第二容器30内。若第二容器30具有从第一容器20挥发而来的纳米金材料，则由于纳米金材料对光束的吸收性能，其将吸收透过光入射面32入射的紫外光。
最后，通过光侦测器50接收透过光出射面34射出的光束44，本实施例中为紫外光束，并检测其光谱。一般来说，不同的纳米材料对于某一光源具有不同的特征吸收峰。因此，若纳米金在上述预定温度发生相转移，则在光谱图中可看出约在520nm～650nm波长范围内该纳米金材料的特殊吸收峰。若纳米金在上述预定温度未发生相转移，则无特征吸收峰存在。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，如适当变更光源及与其对应的光谱仪及第一容器及第二容器之材质，或采用其它可控温加热装置替换可控温加热线圈对纳米流体加热等设计以用于本发明，只要其不偏离本发明之技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种纳米材料相转移侦测装置，其包括一第一容器，用于盛装一待测纳米流体；一第二容器，其包括一光入射面，与该光入射面相对的一光出射面，该第二容器与所述第一容器密封连接；一加热装置，用于加热所述纳米流体；一光源，用于提供一光束经由该光入射面入射到所述第二容器内；一光谱侦测器，用于接收经由所述光出射面出射的光束以侦测所述纳米流体中纳米材料的特征吸收峰。
2.如权利要求1所述的纳米材料相转移侦测装置，其特征在于进一步包括一抽真空装置，用于对第一容器抽真空至一预定真空度。
3.如权利要求1所述的纳米材料相转移侦测装置，其特征在于所述加热装置包括一环绕所述第一容器的可控温加热线圈。
4.如权利要求1所述的纳米材料相转移侦测装置，其特征在于所述光源为一紫外光源。
5.如权利要求1所述的纳米材料相转移侦测装置，其特征在于所述光源的位置设置为其可提供一光束经由所述光入射面入射至所述第二容器内。
6.如权利要求1所述的纳米材料相转移侦测装置，其特征在于所述光谱侦测器的位置设置为其可接收经由所述光出射面出射的光束。
7.如权利要求1所述的纳米材料相转移侦测装置，其特征在于进一步包括一底座，用于固定所述第一容器。
8.一种纳米材料相转移侦测方法，其包括以下步骤提供一盛装纳米流体的第一容器，其具有一预定真空度，该纳米流体包括一液体及一添加在该液体中的纳米材料；提供一第二容器，该第二容器与所述第一容器密封连接，并包括一光入射面及与该光入射面相对的一光出射面；加热第一容器内的纳米流体至一预定温度使该液体发生相转移，若该纳米材料发生相转移，则其将挥发至第二容器内；提供一光源，其产生一光束经由所述光入射面入射到所述第二容器内；提供一光谱侦测器，以接收经由所述光出射面出射的光束并检测其光谱；检查该光谱中是否存在该纳米材料的特征吸收峰，进而获知该纳米材料是否发生相转移。
9.如权利要求8所述的纳米材料相转移侦测方法，其特征在于所述纳米材料包括金属类纳米粉体及其氧化物。
10.如权利要求9所述的纳米材料相转移侦测方法，其特征在于所述纳米粉体包括纳米金或纳米银。
全文摘要
本发明涉及一种纳米材料相转移侦测装置，其包括一第一容器；一第二容器；一加热装置；一光源；以及一光谱侦测器。其中该第一容器用于盛装一待测纳米流体；该第二容器包括一光入射面及与该光入射面相对的一光出射面，且与所述第一容器密封连接；该加热装置以供加热该纳米流体；该光源用于提供一光束经由该光入射面入射到所述第二容器内；该光谱侦测器用于接收由该光出射面出射的光束以侦测该纳米材料之特征吸收峰。本发明还提供一种纳米材料相转移侦测方法。
文档编号G01N21/31GK1912584SQ20051003649
公开日2007年2月14日 申请日期2005年8月8日 优先权日2005年8月8日
发明者陈升熙 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司