热传导系数测量用粉末材料样品支撑器的制作方法

文档序号:12268015阅读:290来源:国知局

本发明涉及热传导系数测量用粉末材料样品支撑器,属于热传导系数测量技术领域。



背景技术:

材料的热传导性能是在材料热加工过程起重要作用的物理参数之一,固体材料容易成型,可以直接制成所需样品进行测试,而对于测试粉末材料的热传导系数,由于其松散不易成型,从而给测试用样品的制备带来困难,必需采用一定的样品支撑器来完成对粉末材料热传导系数的测试。

目前较为广泛使用的是采用热常数分析仪对粉末材料进行热传导系数的测试,热常数分析仪的英文名称为Hotdisk,它具有测试速度快,精度高的优点。它的测试方法首先将粉末装入一个整体式粉末物料箱内,然后将传感器探头部分埋于粉末内部,进行测量。该测试方法的缺陷是,传感器探头每次埋入物料箱的位置不易准确控制,这会影响测量精度及后续其它热性质参数的计算。并且不同的装载密度会对粉末材料传导系数产生一定的影响,而单单使用一个整体式物料箱,由于需要埋入传感器,不易于获得多种装载密度,从而无法测试不同装载密度下的粉末材料热传导系数;同时传感器探头为柔性易折件,在粉末装载再压实的过程中,不仅容易给传感器探头带来变形和损伤,还会影响测量的精度。



技术实现要素:

本发明目的是为了解决现有粉末材料热传导系数的测试方法会对传感器探头造成损伤并且测量结果准确性差的问题,提供了一种热传导系数测量用粉末材料样品支撑器。

本发明所述热传导系数测量用粉末材料样品支撑器,它包括底座、上支撑圆筒和下支撑圆筒,上支撑圆筒和下支撑圆筒均为内腔通透的圆筒;

下支撑圆筒与底座同心固定连接,上支撑圆筒的下端面卡扣固定在下支撑圆筒的上端面上,并且上支撑圆筒和下支撑圆筒之间有间隙,该间隙作为传感器探头的插入位置;

底座上对应下支撑圆筒内腔的位置设置通透的通气孔,通气孔上覆盖有滤纸。

本发明的优点:本发明的结构用于粉末材料的热传导系数测量,测量形式呈三明治式,传感器的圆形探头放置于上下支撑圆筒所装载的样品中间,形成三明治的装夹方式。该支撑器可实现上下两部分粉末样品的分别装载,装载结束压实后,两支撑筒合拢时再安装传感器,从而起到了对传感器的保护及精准定位作用。另外,由于上下支撑圆筒的截面尺寸相同,若同时取其容积相同,再加上分离式的装载方式,可实现不同装载密度的准确控制并获得准确的测量结果,因此可以测量研究不同装载密度对于粉末热传导系数的影响,进而反过来指导当加工工艺需要粉末不同热传导系数时的粉末装载密度。

附图说明

图1是本发明所述热传导系数测量用粉末材料样品支撑器的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一:下面结合图1说明本实施方式,本实施方式所述热传导系数测量用粉末材料样品支撑器,它包括底座1、上支撑圆筒2和下支撑圆筒3,上支撑圆筒2和下支撑圆筒3均为内腔通透的圆筒;

下支撑圆筒3与底座1同心固定连接,上支撑圆筒2的下端面卡扣固定在下支撑圆筒3的上端面上,并且上支撑圆筒2和下支撑圆筒3之间有间隙,该间隙作为传感器探头4的插入位置;

底座1上对应下支撑圆筒3内腔的位置设置通透的通气孔1-1,通气孔1-1上覆盖有滤纸。

上支撑圆筒2和下支撑圆筒3的内径和外径分别相同。

底座1上居中设置上凸的圆形台1-2,该圆形台1-2的直径与下支撑圆筒3的内径相同,下支撑圆筒3扣接在该圆形台1-2上。

它还包括螺纹组件5,底座1、上支撑圆筒2和下支撑圆筒3通过螺纹组件5连接在一起。

所述的样品支撑器采用钢材制成,上支撑圆筒2和下支撑圆筒3的卡扣固定形式,可在一个支撑圆筒的端面设置小突起,别一个支撑圆筒的相应端面设置小凹槽,将突起与凹槽过盈卡扣配合,可靠固定。螺纹组件5的连接,要事先在两个支撑圆筒侧壁及底座上设置通孔,螺纹组件5穿过通孔相配合固定连接。

底座1可由呈阶梯式的两段不同直径的圆柱组成,大直径圆柱段作为整个装置的支撑,圆形台1-2段直径与下支撑圆筒3的内径相同,在使用的时候,为确保上支撑圆筒2和下支撑圆筒3的容积相同,可计算去除上凸的圆形台1-2在下支撑圆筒3内占据的容积后,使上支撑圆筒2和下支撑圆筒3的容积相同。

在整个装置合拢时,圆形台1-2进入下支撑圆筒3的内部,能够支撑内部装载的粉末样品防止外泄。传感器探头测得数据信息后通过传感器配套配置的信息传输组件将信息向外传送。由于上下支撑圆筒的内径与筒高可测量获知,进而可计算出内部装载样品的体积,当装载不同质量粉末时可间接计算出粉末的装载密度,实现粉末装载密度的精确控制。螺纹组件5的互相配合用于禁锢整个装置,防止传感器的窜动以及粉末流出。底座上通气孔1-1的设置,其实是作为一种呼吸孔,防止位于底部的粉末散热不均、局部过热而影响测量精度。滤纸可与下支撑圆筒3的内径相同,平铺在底座上表面,与粉末样品直接接触,防止小颗粒粉末从底座的通气孔1-1流失。上支撑圆筒2装载粉末样品时,可配合其它封闭工具来实现对其内容物的装载并进行压实,然后与下支撑圆筒3合扰。由此,本发明通过准确的控制样品的横截面积、样品高度即测试深度、装载密度,实现样品热传导系数的更加准确的测量,这同时也增加了后续其它热性能参数包括热容、热膨胀系数等计算过程中的确定量的测量,使计算更为方便。

由于有些粉末材料在加热升温过程中很容易发生氧化反应而改变性质,最终导致无法得到材料的准确热传导率,因此,在测试过程中将装好样品的支撑器放置在烘箱内,烘箱内放置金属管并通向外部,这样在升温及测试的过程中,可以通过金属管向烘箱内通入氮气等保护气体,防止材料氧化变性。这样可以实现在不影响粉末性质的前提下测量粉末材料在较高温度下的热传导系数。

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