[發(fā)明專利]多孔介質(zhì)MacMullin數(shù)的測(cè)試裝置及測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210506891.9
• 申請(qǐng)日: 2012-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN103852402A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫公權(quán);楊林林;孫海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): G01N13/00
• 分類號(hào): G01N13/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于多孔材料表征技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多孔介質(zhì)MacMullin數(shù)的測(cè)定裝置及物質(zhì)在多孔介質(zhì)中有效擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)試裝置及方法。

背景技術(shù)

多孔材料廣泛應(yīng)用于能源及環(huán)境的各個(gè)領(lǐng)域，了解物質(zhì)在其中的傳遞過程對(duì)于材料的設(shè)計(jì)及使用極為重要。物質(zhì)在多孔材料中擴(kuò)散主要受孔隙率ε和曲折度τ的影響，其有效擴(kuò)散系數(shù)可由下式計(jì)算。

Deff=D0f(T,ϵ)=D0NM]]>

NM=f(T,ϵ)=Tϵ]]>

N_M稱為MacMullin數(shù)，是表征多孔材料的一個(gè)重要參數(shù)。知其便可得出物質(zhì)（氣體、液體、離子等）在該多孔材料中的有效擴(kuò)散系數(shù)。

本發(fā)明提供一種簡便易行的測(cè)定MacMullin數(shù)的方法及裝置。該裝置主要是一自呼吸式燃料電池，利用空氣中的氧氣作為探針來測(cè)量多孔介質(zhì)的MacMullin數(shù)。其陰極極板有凹槽用以放置標(biāo)準(zhǔn)樣品及待測(cè)多孔介質(zhì)樣品。測(cè)試時(shí)1）先讓燃料電池在某一電流下恒流放電，記錄其電壓V₀，2）將標(biāo)準(zhǔn)樣品放置于凹槽中，記錄電壓V₁；2）再將待測(cè)多孔介質(zhì)樣品放于凹槽中記錄此時(shí)電壓V₂。由于電壓同氧氣濃度的關(guān)系為：

E=E0+RTnFlnCs]]>

對(duì)其進(jìn)行泰勒展開，可得

C_s=A+B·F+C·E²+…

忽略高階項(xiàng)，僅保留一次項(xiàng)，則濃度差同電壓差成線性關(guān)系，即為△C∞△E，這樣待測(cè)多孔介質(zhì)樣品及標(biāo)準(zhǔn)樣品兩側(cè)氧氣的濃度差之比即等于兩次測(cè)量的電壓差之比，即