1.基于一维导热原理的多孔粉末材料热导率测量装置,其特征在于,包括数据采集仪、真空腔(1)以及设置在真空腔(1)内的支撑台(2)和测量单元;支撑台(2)为工形结构,包括顶板、底座和支撑杆,顶板与支撑杆之间通过滑轨滑块结构连接,顶板可沿支撑杆高度方向移动;顶板朝向底座的一面上设有加热单元(3);测量单元包括热导率已知的第一已知样品(5)、第二已知样品(7)和热导率未知的待测样品粉末;第一、第二已知样品(5、7)均为竖直放置的圆柱体,第二已知样品(7)底部固定在底座上,顶部开有圆形凹槽(6);第一已知样品(5)顶部与加热单元(3)相连,底部伸入凹槽(6)内;第一已知样品(5)底部、第二已知样品(7)顶部和凹槽(6)侧壁形成的圆柱形空腔作为放置待测样品粉末的样品槽,第一、第二已知样品(5、7)的中轴线相重合,且第二已知样品(7)的直径与凹槽(6)的内径相等;第一、第二已知样品(5、7)上延长度方向间隔均匀的设有热电偶(8),所述热电偶(8)的输出端与数据采集仪的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的基于一维导热原理的多孔粉末材料热导率测量装置,其特征在于,所述加热单元(3)为紫铜制成的加热板,其表面贴有薄膜加热器。
3.根据权利要求1所述的基于一维导热原理的多孔粉末材料热导率测量装置,其特征在于,所述真空腔(1)内壁上镀有辐射屏。
4.根据权利要求1所述的基于一维导热原理的多孔粉末材料热导率测量装置,其特征在于,所述真空腔(1)底部设有航空插头接口(9)和真空分子泵接口(10),真空分子泵接口与外接抽真空泵相连,在真空腔(1)内形成真空状态;航空插头接口(9)的输入端与热电偶(8)相连,输出端与数据采集仪的输入端相连。
5.根据权利要求1所述的基于一维导热原理的多孔粉末材料热导率测量装置,其特征在于,所述数据采集仪为Agilent34970A数据采集仪。
6.基于一维导热原理的多孔粉末材料热导率测量方法,其特征在于,包括步骤:
(1)构建如权利要求1至5任意一项所述的基于一维导热原理的多孔粉末材料热导率测量装置;
(2)取质量为M的待测样品粉末放置在样品槽中,调节支撑架使第一已知样品(5)底部与待测样品粉末充分接触;
(3)通过热电偶(8)采集第一、第二已知样品(5、7)上各个位置的温度数据,并将温度数据发送给数据采集仪;
(4)将数据采集仪采集到的温度数据导入LabVIEW软件中,LabVIEW软件基于温度数据,以第一已知样品(5)顶端为原点,以第一已知样品(5)长度方向为x轴,以温度为y轴,构建温度分布曲线;温度分布曲线延x轴方向分为三段,其中第一段和第三段分别为第一、第二已知样品(5、7)高度方向上的温度分布曲线,第二段为待测样品粉末沿高度方向的温度分布曲线;
(5)计算待测样品粉末的堆积密度ρ为:
其中,D为所述凹槽(6)内直径,H为凹槽(6)的高度,L为第一已知样品(5)伸入凹槽(6)的长度,V为所述待测样品粉末的体积;
(6)以ΔX为取样间隔分别从相邻的两条曲线上取出一段曲线,设取出的两段曲线中,已知样品曲线两端的温度差为ΔT1,待测样品粉末曲线两端的温度差为ΔT2;根据一维导热样品间的热流相等的原理,计算待测样品粉末在堆积密度ρ下的热导率:
其中,λ1为已知样品的热导率,λ2为待测样品粉末的热导率。