一种基于稳态法测量粉末导热系数的装置的制作方法

本发明属于固体粉末热物性测试技术领域，具体涉及一种基于稳态法测量粉末导热系数的装置。

背景技术：

粉末绝热材料具有质轻、导热系数小、化学稳定性高、阻燃性好等优点，包括膨胀珍珠岩、气凝胶、空心玻璃微珠等，是一类重要的绝热材料。准确测量粉末绝热材料的导热系数是研究粉末绝热技术的关键。

根据热传递的特点，导热系数的测试方法可归纳为稳态法和瞬态法。稳态法符合绝热材料的实际传热规律，能够准确获得样品的导热系数。由于绝热材料的导热系数非常低，一般基于稳态法。稳态法是以傅立叶一维传热定律为理论依据，要求在待测样品内部的热量传递达到稳定的状态，也就是使待测样品内部建立一个稳定的温度分布，通过测定加热功率、传热截面积以及温度梯度来计算导热系数。这种方法计算公式简单，测量准确，可用于宽温区测量，但此方法测试时间较长，并对测量环境(如测量系统的绝热条件、测量过程中的温度控制、样品的形状尺寸等)的要求较为苛刻。

测量粉末绝热材料在低温下的导热系数的装置已有一些报道。目前，测量粉末低温导热系数的装置主要是低温量热器，Fesmire等用一种同心圆柱低温量热器测试了三种粉末类绝热材料(膨胀珍珠岩、气凝胶、空心玻璃微珠)在78K-293K温度下不同真空度状态下的导热系数，其测试工作发表在《低温工程进展》2003年第49卷710期612-618页(Fesmire J E,Augustynowicz S D.Thermal performance testing of glass microspheres under cryogenic vacuum conditions[J].Advances in Cryogenic Engineering；Volume 49A,2003,710:

612-618.)。Fesmire等用的低温量热器基于稳态法的液氮蒸发量测试法，该方法通过测量一段时间内由粉末绝热材料填充的盛有液氮的液氮杜瓦的氮气蒸发量，通过液氮-室温温差(即77K-293K)及绝热层厚度计算粉末绝热材料在77K-293K温差下的导热系数。测量氮气蒸发量的容器称为测量容器，在测量容器的上下两端设置了两个保护容器，其作用是避免测量容器的轴向漏热，使测量容器只通过径向的粉末绝热材料漏热。该装置直径167mm，高900mm，绝热层厚度25mm，测试冷源为液氮。测试时，将三段容器均充满液氮，通过测量测量容器中的氮气蒸发量和待测粉末绝热材料的内外温度及绝热层的厚度，即可计算出待测粉末样品的导热系数。这种方法可以得到粉末材料的低温导热系数，但是这种测试装置结构复杂，装卸粉末样品繁琐，要及时向保护容器中添加液氮，氮气蒸发量测量不准(有一定范围的波动)，所用粉末样品较多，且只能测量液氮-室温温区下的导热系数。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于稳态法测量粉末导热系数的装置；该装置不仅测量准确、原理简明、计算简便、样品用量较少、结构和操作相对简单，而且还可用于宽温区测量。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于稳态法测量粉末导热系数的装置，该装置包括真空室和恒温系统；

所述真空室包括真空室筒体、真空室上法兰和抽真空管。

所述真空室筒体内包括加热球、PT100铂电阻温度计、样品测试仓和传热支撑架。

加热球：为待测粉末样品提供一定的热源；

PT100铂电阻温度计：监测恒温系统、真空室、传热支撑架和样品测试仓的温度恒定；监测加热球的温度变化及稳定情况；

样品测试仓：盛放待测样品

传热支撑架：支撑样品测试仓，并增强恒温系统与样品测试仓及待测样品的传热；

真空室:为待测粉末样品提供一定的真空环境；

恒温系统：为待测粉末样品提供一定的温度环境。

所述恒温系统可根据测量需要，为待测粉末样品提供一定的温度环境。，本稳态法导热系数测试装置可测温度范围为4.2K-473K，则恒温系统可以是烘箱(RT-200℃)、水浴系统(0℃-100℃)、油浴系统(100℃-200℃)、其它低温系统(最低至4.2K)(如：液氦(4.2K)、液氮(77K)、液氮深冷箱(77K-RT)等)等，恒温系统内设置2支PT100铂电阻温度计，监测恒温系统内部温度恒定。恒温系统内设置真空室。

所述的真空室为长160-200mm、直径154-219mm的圆柱体。

所述真空室的材质为304不锈钢。

所述真空室筒体和与真空室上法兰连接固定；真空室筒体厚度为2-3mm。

所述真空室筒体内设置3支PT100铂电阻温度计，监测真空室筒体内部温度恒定。

所述抽真空管穿过真空室上法兰与真空室筒体连通。

所述传热支撑架的下表面与真空室筒体的底面涂抹一薄层硅脂并连接固定。

所述的传热支撑架为长100-120mm、宽80-100mm、高35-45mm、圆柱面直径80-100mm的凹半圆柱面长方体；所述的传热支撑架的作用是支撑样品测试仓，同时利于恒温系统与样品测试仓的传热。

所述传热支撑架的侧面设置1支PT100铂电阻温度计。

所述传热支撑架上设有凹槽，该凹槽与样品测试仓匹配固定；该凹槽与样品测试仓之间涂抹薄层硅脂，并采用铝箔胶带固定，可增加恒温系统与样品测试仓的传热效果。

所述样品测试仓内设置加热球，该加热球与样品测试仓处于同一球心；样品测试仓和加热球的外表面上分别设置PT100铂电阻温度计，测量加热球和样品测试仓的壁面温度。

所述样品测试仓和加热球之间形成样品测试区。

进一步，所述样品测试仓是内腔为直径60-80mm的空心球腔，外表面为直径80-100mm、高80-100mm的圆柱体结构。

所述样品测试仓包括样品测试仓上盖、样品测试仓上半只和样品测试仓下半只。

所述样品测试仓下半只与样品测试仓上半只连接固定；该样品测试仓上半只与样品测试仓上盖连接固定。

所述样品测试仓下半只、样品测试仓上半只、盖子表面分别设置1支PT100铂电阻温度计。

安装待测样品时，先将粉末待测样品装满测试仓下半只，然后放入加热球，将样品测试仓上、下半只连接固定，固定后将粉末待测样品装满样品测试仓上半只，最后盖上样品测试仓上盖，将样品测试仓上半只与上盖连接固定。

所述样品测试仓下半只、样品测试仓上半只、盖子连接处均涂抹薄层硅脂，利于样品测试仓三部分之间的传热。

所述的样品测试仓上盖上设有透气孔，透气孔的直径为2-4mm，透气孔周围盖上600-1000目的不锈钢网，以便在抽真空时待测样品不会被抽出，透气孔的数量和大小视样品测试仓的大小而定。

进一步，所述真空室筒体和与真空室上法兰之间用铟密封，以保证装置的气密性。

进一步，所述加热球为铝合金的实心圆球，该实心圆球的直径为20-50mm，在实心圆球内设有一定阻值的电阻，当有电流通过加热球时，可以为测试提供一定功率的热量。

进一步，所述样品测试仓和传热支撑架的材质为紫铜材料。

进一步，所述样品测试仓上盖的透气孔上设有不锈钢网。

进一步，所述加热球的表面设有导线，该导线穿过真空室上法兰位于抽真空管内；调节导线的长度和位置，使加热球和样品测试仓位于同一球心。

进一步，所述PT100铂电阻温度计可根据测量需求和实际情况而增加或减少。

基于稳态法测量粉末导热系数的装置的工作原理：

稳态法是以傅立叶一维传热定律为理论依据，要求在待测样品内部的热量传递达到稳定的状态，也就是使待测样品内部建立一个稳定的温度分布，通过测定加热功率、传热截面积以及温度梯度来计算导热系数。同心圆球法是傅立叶一维传热定律在球坐标下的应用，在球坐标中，热量传递仅通过径向传递，即温度仅随半径R的变化而变化，可认为是一维稳态导热。同心圆球法测试装置由一对同心圆球构成，内球为实心圆球，外球为空心圆球，内外圆球之间充满粉末待测样品。测试时，内球以一定的功率加热，外球保持恒温，测试进行一段时间后，当内外球之间热量传递达到稳态(即内外球球壁温度不随时间变化)时，可推导出粉末待测样品的导热系数λ的计算公式：

其中：Q为加热球的加热量，d₁为加热球的直径，d₂为样品测试仓的外径，t₂、t₁分别为加热球和样品测试仓的球壁温度；

本发明测量出加热球的发热量Q、加热球和样品测试仓的球壁的温度，即可计算出待测粉末样品的导热系数。

测试方法：测量粉末在一定温度、一定真空度下的导热系数

1)粉末待测样品和加热球的安装

将粉末样品装满样品测试仓下半只，在加热球外表面设置1支PT100铂电阻温度计，将加热球放置在粉末样品中间；将样品测试仓上半只与样品测试仓下半只连接处涂抹薄层硅脂，并连接固定，再将粉末样品装满样品测试仓上半只；在测试仓上半只上表面涂抹薄层硅脂，并盖上样品测试仓上盖，将样品测试仓上半只与样品测试仓上盖连接固定。

2)传热装置的安装

将装好待测样品及加热球的样品测试仓与传热支撑架连接处涂抹薄层硅脂，并匹配固定，调节样品测试仓的位置及导线的长度和位置，使加热球和样品测试仓保持同心，用铝箔胶带固定样品测试仓与传热支撑架；在样品测试仓的外表面设置3支PT100铂电阻温度计(样品测试仓下半只、上半只、盖子各1支)；在传热支撑架的侧面设置1支PT100铂电阻温度计；将传热支撑架的下表面与真空室筒体的底面涂抹薄层硅脂，并连接固定。

3)真空环境的营造

将真空室筒体的底板设置1支PT100铂电阻温度计，内壁设置2支PT100铂电阻温度计，监测真空室筒体的温度；将真空室筒体与真空室上法兰用铟密封，连接固定；开启机械泵，通过抽真空管为测试装置抽真空，待真空度达到10^-1Pa量级，开启分子泵继续抽至10^-3Pa，关闭真空室阀门、分子泵和机械泵；将少量氮气充入真空室，待真空室中的真空度达到测试所需真空度时，关闭充气阀门。若充入氮气后，高于所需真空度，还需开启机械泵将真空抽至所需真空度。

4)温度环境的营造

将恒温系统内设置2支PT100铂电阻温度计，监测恒温系统内部温度恒定；将组装好的真空室置于恒温系统中，恒温系统可以是烘箱(RT-200℃)、水浴系统(0℃-100℃)、油浴系统(100℃-200℃)、其它低温系统(最低至4.2K)(如：液氦(4.2K)、液氮(77K)、液氮深冷箱(77K-RT)等)等，根据测量需要而选定。将恒温系统的内部温度设定在测量所需的温度。

5)测试开始及导热系数的计算

稳定一段时间后，当真空室筒体、传热支撑架、样品测试仓和加热球表面上的PT100铂电阻温度计的读数均达到测量所需温度时，为加热球通入一定的电流，从而为加热球提供一定功率的加热量，即测试开始；一段时间后，待加热球与样品测试仓的温度达到稳态(温度不再随时间变化)；此时，热量传递达到平衡状态，通过加热球的加热功率(需去除导线所造成的漏热)、加热球和样品测试仓的直径、内外球壁温度等参数进行简单的公式计算(公式(1))，即可算得待测样品的导热系数。

本发明的有益效果如下：

1、本发明可获得一种基于稳态法测量粉末导热系数的装置，且相比于传统测量装置操作简单，所用粉末样品较少；

2、传统的低温量热器法导热系数测试装置中，氮气蒸发量测量不准，会增大实验误差，使测量结果不准确，本发明可免去液氮蒸发量的测量，使导热系数测量准确度更高。

3、传统的低温量热器法只能测量粉末在低温液体温度-室温下(如液氮77K-室温293K)的导热系数，本发明不受此温度限制，可根据测量需要测量4.2K-473K温区中任一温度下的导热系数。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出了本发明装置的结构示意图；

图2示出了粉末样品测试仓的结构示意图。

其中，1.加热球，2.PT100铂电阻温度计，3.导线，4.样品测试区，5.样品测试仓，6.传热支撑架，7.真空室，8.真空室筒体，9.真空室上法兰，10.抽真空管，11.恒温系统，12.样品测试仓上盖，13.样品测试仓上半只，14.样品测试仓下半只。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

测量粉末在室温(293K)、真空(10^-3Pa)下的导热系数：

一种基于稳态法测量粉末导热系数的装置，该装置包括包括真空室7和恒温系统11；

所述真空室7包括真空室筒体8、真空室上法兰9和抽真空管10；

所述真空室筒体8内包括加热球1、PT100铂电阻温度计2、样品测试仓5和传热支撑架6；

所述恒温系统11可根据测量需要，为待测粉末样品提供一定的温度环境。，本稳态法导热系数测试装置可测温度范围为4.2K-473K，则恒温系统11可以是烘箱(RT-200℃)、水浴系统(0℃-100℃)、油浴系统(100℃-200℃)、其它低温系统(最低至4.2K)(如：液氦(4.2K)、液氮(77K)、液氮深冷箱(77K-RT)等)等，恒温系统11内设置2支PT100铂电阻温度计2，监测恒温系统11内部温度恒定。

所述真空室筒体8和与真空室上法兰9用铟密封，并通过螺栓固定；以保证装置的气密性。

所述抽真空管10穿过真空室上法兰9与真空室筒体8连通；

所述传热支撑架6的下表面与真空室筒体8的底面涂抹一薄层硅脂并连接固定。

所述传热支撑架6的侧面设置1支PT100铂电阻温度计。

所述传热支撑架6上设有凹槽，该凹槽与样品测试仓5连接处涂抹薄层硅脂并匹配固定；所述样品测试仓5内设置加热球1，该加热球1与样品测试仓5处于同一球心；样品测试仓5和加热球1的外表面上分别设置PT100铂电阻温度计2；

所述真空室筒体8内设置3支PT100铂电阻温度计2，监测真空室筒体8内部温度恒定。

所述样品测试仓5和加热球1之间形成样品测试区。

所述样品测试仓5包括样品测试仓上盖12、样品测试仓上半只13和样品测试仓下半只14；

所述样品测试仓下半只14、样品测试仓上半只13、样品测试仓上盖12表面分别设置1支PT100铂电阻温度计。

所述样品测试仓下半只14、样品测试仓上半只13、样品测试仓上盖12连接处均涂抹薄层硅脂，利于样品测试仓5三部分之间的传热。

所述样品测试仓下半只14与样品测试仓上半只13通过螺栓固定；该样品测试仓上半只13与样品测试仓上盖12通过螺栓固定；所述样品测试仓上盖12上设有透气孔，该透气孔上设有不锈钢网，以便在抽真空时待测粉末样品不会被抽出。

所述加热球1为铝合金的实心圆球，该实心圆球内设有一定阻值的电阻，当有电流通过加热球时，可以为测试提供一定功率的热量。

测试方法：

1)粉末待测样品和加热球的安装

将粉末样品装满样品测试仓下半只14，在加热球1外表面设置1支PT100铂电阻温度计2，将加热球1放置在粉末样品中间；将样品测试仓上半只13与样品测试仓下半只14连接处涂抹薄层硅脂，并连接固定，再将粉末样品装满样品测试仓上半只13；在测试仓上半只13上表面涂抹薄层硅脂，并盖上样品测试仓上盖12，将样品测试仓上半只13与样品测试仓上盖12连接固定。

2)传热装置的安装

将装好待测样品及加热球1的样品测试仓5与传热支撑架6连接处涂抹薄层硅脂，并匹配固定，调节样品测试仓5的位置及导线3的长度和位置，使加热球1和样品测试仓5保持同心，用铝箔胶带固定样品测试仓5与传热支撑架6；在样品测试仓5的外表面设置3支PT100铂电阻温度计2(样品测试仓下半只14、样品测试仓上半只13、盖子12各1支)；在传热支撑架6的侧面设置1支PT100铂电阻温度计2；将传热支撑架6的下表面与真空室筒体8的底面涂抹薄层硅脂，并连接固定。

3)真空环境的营造

将真空室筒体8的底板设置1支PT100铂电阻温度计2，内壁设置2支PT100铂电阻温度计2，监测真空室筒体8的温度；将真空室筒体8与真空室上法兰9用铟密封，连接固定；开启机械泵，通过抽真空管10为测试装置抽真空，待真空度达到10^-1Pa量级，开启分子泵继续抽至10^-3Pa，关闭真空室阀门、分子泵和机械泵。

4)温度环境的营造

由于测量温度就在室温，故将真空室7置于室内即可。

5)测试开始及导热系数的计算

稳定一段时间后，当真空室筒体8、传热支撑架6、样品测试仓5和加热球1表面上的PT100铂电阻温度计2的读数均达到测量所需温度时，为加热球1通入一定的电流，从而为加热球1提供一定功率的加热量，即测试开始；一段时间后，待加热球1与样品测试仓5的温度达到稳态(温度不再随时间变化)；此时，热量传递达到平衡状态，通过加热球1的加热功率(需去除导线所造成的漏热)、加热球1和样品测试仓5的直径、内外球壁温度等参数进行简单的公式计算(公式(1))，即可算得待测样品的导热系数。

实施例2

测量粉末在80℃、10Pa下的导热系数：

一种基于稳态法测量粉末导热系数的装置如实施例1所述。

1)粉末待测样品和加热球的安装

将粉末样品装满样品测试仓下半只14，在加热球1外表面设置1支PT100铂电阻温度计2，将加热球1放置在粉末样品中间；将样品测试仓上半只13与样品测试仓下半只14连接处涂抹薄层硅脂，并连接固定，再将粉末样品装满样品测试仓上半只13；在测试仓上半只13上表面涂抹薄层硅脂，并盖上样品测试仓上盖12，将样品测试仓上半只13与样品测试仓上盖12连接固定。

2)传热装置的安装

将装好待测样品及加热球1的样品测试仓5与传热支撑架6连接处涂抹薄层硅脂，并匹配固定，调节样品测试仓5的位置及导线3的长度和位置，使加热球1和样品测试仓5保持同心，用铝箔胶带固定样品测试仓5与传热支撑架6；在样品测试仓5的外表面设置3支PT100铂电阻温度计2(样品测试仓下半只14、上半只13、盖子12各1支)；在传热支撑架6的侧面设置1支PT100铂电阻温度计2；将传热支撑架6的下表面与真空室筒体8的底面涂抹薄层硅脂，并连接固定。

3)真空环境的营造

将真空室筒体8的底板设置1支PT100铂电阻温度计2，内壁设置2支PT100铂电阻温度计2，监测真空室筒体8的温度；将真空室筒体8与真空室上法兰9用铟密封，连接固定；开启机械泵，通过抽真空管10为测试装置抽真空，待真空度达到10^-1Pa量级，开启分子泵继续抽至10^-3Pa，关闭真空室阀门、分子泵和机械泵；将少量氮气充入真空室7，待真空室7中的真空度达到10Pa时，关闭充气阀门。若充入氮气后，高于所需真空度，还需开启机械泵将真空抽至10Pa。

4)温度环境的营造

将恒温系统11内设置2支PT100铂电阻温度计2，监测恒温系统11内部温度恒定；将组装好的真空室7置于恒温系统11中，此时恒温系统11为烘箱(RT-200℃)或者水浴系统(0℃-100℃)均可；将恒温系统11的内部温度设定在80℃。

5)测试开始及导热系数的计算

稳定一段时间后，当真空室筒体8、传热支撑架6、样品测试仓5和加热球1表面上的PT100铂电阻温度计2的读数均达到测量所需温度时，为加热球1通入一定的电流，从而为加热球1提供一定功率的加热量，即测试开始；一段时间后，待加热球1与样品测试仓5的温度达到稳态(温度不再随时间变化)；此时，热量传递达到平衡状态，通过加热球1的加热功率(需去除导线所造成的漏热)、加热球1和样品测试仓5的直径、内外球壁温度等参数进行简单的公式计算(公式(1))，即可算得待测样品的导热系数。

实施例3

测试粉末样品在液氮温度(77K)、真空(10^-3Pa)下的导热系数：

一种基于稳态法测量粉末导热系数的装置如实施例1所述。

测试方法：

1)粉末待测样品和加热球的安装

将粉末样品装满样品测试仓下半只14，在加热球1外表面设置1支PT100铂电阻温度计2，将加热球1放置在粉末样品中间；将样品测试仓上半只13与样品测试仓下半只14连接处涂抹薄层硅脂，并连接固定，再将粉末样品装满样品测试仓上半只13；在测试仓上半只13上表面涂抹薄层硅脂，并盖上样品测试仓上盖12，将样品测试仓上半只13与样品测试仓上盖12连接固定。

2)传热装置的安装

将装好待测样品及加热球1的样品测试仓5与传热支撑架6连接处涂抹薄层硅脂，并匹配，调节样品测试仓5的位置及导线3的长度和位置，使加热球1和样品测试仓5保持同心，用铝箔胶带固定样品测试仓5与传热支撑架6；在样品测试仓5的外表面设置3支PT100铂电阻温度计2(样品测试仓下半只14、上半只13、盖子12各1支)；在传热支撑架6的侧面设置1支PT100铂电阻温度计2；将传热支撑架6的下表面与真空室筒体8的底面涂抹薄层硅脂，并连接固定。

3)真空环境的营造

将真空室筒体8的底板设置1支PT100铂电阻温度计2，内壁设置2支PT100铂电阻温度计2，监测真空室筒体8的温度；将真空室筒体8与真空室上法兰9用铟密封，连接固定；开启机械泵，通过抽真空管10为测试装置抽真空，待真空度达到10^-1Pa量级，开启分子泵继续抽至10^-3Pa，关闭真空室阀门、分子泵和机械泵。

4)温度环境的营造

将恒温系统11内设置2支PT100铂电阻温度计2，监测恒温系统11内部温度恒定；将组装好的真空室7置于恒温系统11中，此时，恒温系统11是盛有液氮的液氮杜瓦。

5)测试开始及导热系数的计算

稳定一段时间后，当真空室筒体8、传热支撑架6、样品测试仓5和加热球1表面上的PT100铂电阻温度计2的读数均达到测量所需温度时，为加热球1通入一定的电流，从而为加热球1提供一定功率的加热量，即测试开始；一段时间后，待加热球1与样品测试仓5的温度达到稳态(温度不再随时间变化)；此时，热量传递达到平衡状态，通过加热球1的加热功率(需去除导线所造成的漏热)、加热球1和样品测试仓5的直径、内外球壁温度等参数进行简单的公式计算(公式(1))，即可算得待测样品的导热系数。

实施例4

测试粉末样品在100K、1Pa下的导热系数：

一种基于稳态法测量粉末导热系数的装置如实施例1所述。

测试方法：

1)粉末待测样品和加热球的安装

将粉末样品装满样品测试仓下半只14，在加热球1外表面设置1支PT100铂电阻温度计2，将加热球1放置在粉末样品中间；将样品测试仓上半只13与样品测试仓下半只14连接处涂抹薄层硅脂，并连接固定，再将粉末样品装满样品测试仓上半只13；在测试仓上半只13上表面涂抹薄层硅脂，并盖上样品测试仓上盖12，将样品测试仓上半只13与样品测试仓上盖12连接固定。

2)传热装置的安装

将装好待测样品及加热球1的样品测试仓5与传热支撑架6连接处涂抹薄层硅脂，并匹配，调节样品测试仓5的位置及导线3的长度和位置，使加热球1和样品测试仓5保持同心，用铝箔胶带固定样品测试仓5与传热支撑架6；在样品测试仓5的外表面设置3支PT100铂电阻温度计2(样品测试仓下半只14、上半只13、盖子12各1支)；在传热支撑架6的侧面设置1支PT100铂电阻温度计2；将传热支撑架6的下表面与真空室筒体8的底面涂抹薄层硅脂，并连接固定。

3)真空环境的营造

将真空室筒体8的底板设置1支PT100铂电阻温度计2，内壁设置2支PT100铂电阻温度计2，监测真空室筒体8的温度；将真空室筒体8与真空室上法兰9用铟密封，连接固定；开启机械泵，通过抽真空管10为测试装置抽真空，待真空度达到10^-1Pa量级，开启分子泵继续抽至10^-3Pa，关闭真空室阀门、分子泵和机械泵；将少量氮气充入真空室7，待真空室7中的真空度达到1Pa时，关闭充气阀门。若充入氮气后，高于所需真空度，还需开启机械泵将真空抽至1Pa。

4)温度环境的营造

将恒温系统11内设置2支PT100铂电阻温度计2，监测恒温系统11内部温度恒定；将组装好的真空室7置于恒温系统11中，此时，恒温系统11是液氮深冷箱(77K-RT)。将恒温系统11的内部温度设定在测量所需的温度100K。

5)测试开始及导热系数的计算

稳定一段时间后，当真空室筒体8、传热支撑架6、样品测试仓5和加热球1表面上的PT100铂电阻温度计2的读数均达到测量所需温度时，为加热球1通入一定的电流，从而为加热球1提供一定功率的加热量，即测试开始；一段时间后，待加热球1与样品测试仓5的温度达到稳态(温度不再随时间变化)；此时，热量传递达到平衡状态，通过加热球1的加热功率(需去除导线所造成的漏热)、加热球1和样品测试仓5的直径、内外球壁温度等参数进行简单的公式计算(公式(1))，即可算得待测样品的导热系数。

本文中所采用的描述方位的词语“上”、“下”、“左”、“右”等均是为了说明的方便基于附图中图面所示的方位而言的，在实际装置中这些方位可能由于装置的摆放方式而有所不同。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。