[發明專利]一種用于材料吸附等溫線測試的樣品室

有效

• 申請號: 201310159603.1
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103207129A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 程宏輝
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G01N7/04
• 分類號: G01N7/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及材料性能檢測用樣品室，特別是一種用于材料吸附等溫線測試的樣品室。

背景技術

吸附等溫線是研究材料多種性能的重要特性曲線。通過它可以直接獲得吸附平臺壓，平臺寬度和斜率，滯后系數，可逆吸附量等參數，進而根據不同溫度下的吸附平臺壓，以及Van’t?Hoff公式回歸出吸附反應焓和反應熵。這些參數對材料的研究、開發和利用具有極其重要的理論和實際指導意義。目前人們普遍采用容量法測試系統進行材料吸附等溫線的測試。容量法測試的原理是通過改變樣品室和儲氣室內的氣體壓力，依據氣體狀態方程和質量守恒定律來推算出材料吸附量的變化。在測試過程中，要求整個系統，包括樣品室，都具有良好的密封性，否則測試數據失真沒有實際意義。材料需要放置在樣品室中，然后將樣品室連接到容量法測試系統進行吸附等溫線的測試。

以往的材料吸附等溫線測試用樣品室基本都是簡單的鋼制容器，然后通過螺紋連接到測試系統。現有材料吸附等溫線測試用樣品室的缺點在于很多材料經過多次吸附以后會粉化產生大量微米級的顆粒，或者材料原始狀態就是粉末態的，而測試等溫吸附過程又涉及系統抽真空，那么不可避免會使顆粒在系統內部流竄，破壞閥門的密封性能，或者有的樣品室加裝了過濾器，但是過濾器不能進行很好的拆卸清洗或者更換，導致經過長時間使用后過濾器一端積累了很多粉末顆粒，而這些粉末顆粒本身又會吸附氣體，因此都會最終影響到測試數據的正確性。而樣品室通過螺紋連接到測試系統，要么較少次數使用后密封性容易變差，要么每次測試前需要更換密封墊片，測試費用明顯提高。而且實際中螺紋連接的可靠性也不是很好，經常容易造成測試氣體的向外泄漏，同時樣品測試完之后，從測試系統上斷開時容易造成外界空氣與樣品的直接接觸，不利于對樣品進行后續分析。另外，現有鋼制容器樣品室的死體積較大，容易造成比較大的測試誤差。最后，測溫熱電偶與樣品室分離放在樣品室的外壁，這樣會導致所測反應溫度誤差偏大，最終也會影響測試數據的準確性。

發明內容

技術問題：為了克服以往材料吸附等溫線測試用樣品室的上述各種缺點，本發明的目的在于提供一種能夠快速連接測試系統，死體積小，清洗更換方便，抽真空阻力小，簡便易行，被測材料與測溫熱電偶緊密接觸的材料吸附等溫線測試用樣品室。

技術方案：本發明的一種用于材料吸附等溫線測試的樣品室由樣品管、測溫熱電偶、壓頭螺母、壓頭、過濾網或者石英棉、四通氣管、連接鋼管、快速接頭、密封墊或者密封圈組成；其中，樣品管內部有圓柱型空腔，圓柱型空腔底部放置被測材料，上端開口，下端閉口并焊接有測溫熱電偶，保證測試時，測溫熱電偶與被測材料的直接接觸，開口端外壁有螺紋，開口端開有密封槽，用于放置密封墊或者密封圈，樣品管外部下端有兩個平行平面或者呈六邊形狀；壓頭螺母套在壓頭上，內壁有螺紋，外壁有兩個平行平面或者呈六邊形狀，壓頭螺母通過螺紋與樣品管進行連接，同時對壓頭進行擠壓繼而對密封墊或者密封圈進行擠壓，使之發生變形獲得樣品室密封效果；壓頭一端與連接鋼管焊接連接，然后與快速接頭連接，而壓頭另一端中間有螺紋孔，在螺紋孔中放入過濾網或者石英棉，然后將四通氣管通過螺紋與壓頭連接，同時保證四通氣管能夠對過濾網或者石英棉有擠壓；四通氣管一端有螺紋，另一端為實心圓棒，有螺紋一端中心有一段較短的氣管，與該氣管相連的是四段均布的氣管出口。擰開四通氣管可以實現對過濾網或者石英棉進行清洗或者更換。整個樣品室裝配好以后，通過鋼管前端的快速接頭與測試系統連接。

所述四通氣管采用有2至12段均布的氣管出口結構形式。

所述四通氣管的非螺紋端包含一段實心圓棒。

所述快速結頭采用帶有自行關閉裝置的快速接頭，以防止樣品室與測試系統斷開連接時，空氣進入樣品室。

所述過濾網或者石英棉是不銹鋼網、由不銹粉末或者陶瓷粉末燒結而成的多孔圓片、或者是石英纖維壓制而成的過濾片。

所述密封墊或者密封圈是聚四氟乙烯墊、紫銅墊、硅膠墊、丁腈橡膠密封圈或聚四氟橡膠密封圈。

有益效果：

（1）采用快速接頭連接，能夠與測試系統進行快速連接，同時可防止空氣進入樣品室；

（2）具有較小的死體積；

（3）測試過程氣體阻力小，能夠實現較高的系統真空度；

（4）在保證過濾材料微粒的同時，又可以很容易實現拆裝，清洗或者更換；

（5）被測材料與測試熱電偶直接接觸，所測反應溫度更為準確。

附圖說明

圖1是材料吸附等溫線測試用樣品室結構示意簡圖。

圖2是四通氣管的剖面圖。