[發(fā)明專利]一種對(duì)于凝膠與陶瓷漿料的定向冷凍裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810577435.0
• 申請(qǐng)日: 2018-06-06
• 公開（公告）號(hào): CN108917254B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何飛;張?chǎng)?/a>;周糧;李文潔;牛國(guó)強(qiáng);李明偉;赫曉東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F25D3/10
• 分類號(hào): F25D3/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 賈澤純

一種對(duì)于凝膠與陶瓷漿料的定向冷凍裝置，涉及一種定向冷凍裝置。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的定向冷凍過(guò)程液氮浪費(fèi)、不能控溫、不能制備定向?qū)訝羁捉Y(jié)構(gòu)多孔陶瓷的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明是由液氮容器、乙醇容器、加熱裝置、銅板、銅棒、模具、溫度傳感器和控溫系統(tǒng)組成；乙醇容器在液氮容器內(nèi)部，第一銅板豎直固定在第二銅板上表面，銅棒固定在第二銅板下表面，銅棒插入乙醇容器中，第一銅板和第二銅板內(nèi)設(shè)置加熱裝置，加熱裝置與控溫系統(tǒng)連接，兩個(gè)模具固定在第二銅板的上端面且在第一銅板的兩側(cè)。本發(fā)明有效的減少了液氮因快速揮發(fā)導(dǎo)致的低溫條件保持時(shí)間過(guò)短的弊端，且對(duì)于冷凍端溫度進(jìn)行控制，良好的保持了工藝中所需的恒定的低溫條件與實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種定向冷凍裝置。

背景技術(shù)

在陶瓷漿料或凝膠的定向冷凍過(guò)程中，需要把陶瓷漿料或凝膠的一端放入低溫環(huán)境中實(shí)現(xiàn)定向冷凍。傳統(tǒng)的定向冷凍方法是將金屬模具底端浸入液氮中，利用金屬模具將溫度傳遞至需要冷凍的凝膠或陶瓷漿料實(shí)現(xiàn)定向冷凍。使用這種方法存在以下幾個(gè)明顯弊端：第一，實(shí)驗(yàn)過(guò)程在室溫條件下進(jìn)行，由于液氮在室溫下?lián)]發(fā)速度極快，所以冷凍過(guò)程將消耗大量液氮，造成不必要的浪費(fèi)；第二，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，金屬模具(冷凍端)的溫度時(shí)刻變化，因此不能在漿料底部產(chǎn)生恒定低溫，也就不能通過(guò)控制冷凍溫度對(duì)材料的孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)；第三，該方法不能對(duì)漿料內(nèi)部各個(gè)位置的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和記錄，因而難以得到冷凍溫度對(duì)孔結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律；第四，該方法不能制備具有定向片層狀多孔陶瓷，也難以實(shí)現(xiàn)多孔陶瓷微觀結(jié)構(gòu)的精確控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的陶瓷漿料或凝膠的定向冷凍過(guò)程浪費(fèi)液氮、不能控制冷端溫度、不能對(duì)于漿料內(nèi)部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量、不能制備定向?qū)訝羁捉Y(jié)構(gòu)多孔陶瓷的技術(shù)問(wèn)題，而提供一種對(duì)于凝膠與陶瓷漿料的定向冷凍裝置。

本發(fā)明的對(duì)于凝膠與陶瓷漿料的定向冷凍裝置是由液氮容器1、乙醇容器2、第一加熱裝置3、第一銅板4、模具5、保溫層6、溫度傳感器7、控溫系統(tǒng)8、塑料蓋9、第二加熱裝置10、第二銅板11和銅棒12組成；

乙醇容器2固定在液氮容器1內(nèi)部，且乙醇容器2和液氮容器1同軸設(shè)置，液氮容器1的外壁設(shè)置保溫層6，乙醇容器2和液氮容器1的上端面封閉，在液氮容器1的上端面設(shè)置一個(gè)液氮注入孔，塑料蓋9蓋在液氮注入孔處，乙醇容器2的軸心處設(shè)置一個(gè)乙醇注入孔；

第一銅板4水平設(shè)置，第一銅板4內(nèi)部設(shè)置第一加熱裝置3，第二銅板11豎直固定在第一銅板4的上表面，第二銅板11內(nèi)部設(shè)置第二加熱裝置10，銅棒12豎直固定在第一銅板4的下表面，銅棒12的底部插入乙醇容器2的乙醇注入孔中且銅棒12的底部下端面接觸乙醇容器2的底面，第一加熱裝置3的信號(hào)輸入端與控溫系統(tǒng)8的信號(hào)輸出端連接，第二加熱裝置10的信號(hào)輸入端與控溫系統(tǒng)8的信號(hào)輸出端連接；

所述的模具5由3個(gè)側(cè)壁組成，模具5的上端面和下端面均為敞開式，兩個(gè)模具5的下端面均固定在第一銅板4的上端面且兩個(gè)模具5分別固定在第二銅板11的兩側(cè)，模具5的三個(gè)側(cè)壁與第二銅板11圍成一個(gè)封閉的四面體，在第一銅板4的側(cè)壁上和第一銅板4的上表面與模具5的接觸處各設(shè)置一個(gè)溫度傳感器7，在模具5內(nèi)部的第二銅板11上設(shè)置一個(gè)溫度傳感器7，溫度傳感器7的信號(hào)輸出端分別與控溫系統(tǒng)8的信號(hào)輸入端連接。

本發(fā)明的對(duì)于凝膠與陶瓷漿料的定向冷凍裝置的使用方法如下：將銅棒12從乙醇容器2中取出，然后將乙醇通過(guò)乙醇注入孔注入到乙醇容器2中，將銅棒12的底部插入乙醇容器2的乙醇注入孔中且銅棒12的底部下端面接觸乙醇容器2的底面，再將液氮從液氮注入孔中注入到液氮容器1中，待控溫系統(tǒng)8顯示溫度傳感器7所在的模具5的冷凍端(第一銅板4的上表面與模具5的接觸處和在模具5內(nèi)部的第二銅板11上)溫度下降至所需低溫，通過(guò)控溫系統(tǒng)8開啟第一加熱裝置3和第二加熱裝置10分別給第一銅板4和第二銅板11加熱，并將溫度設(shè)定在所需溫度，待模具5的冷凍端溫度保持穩(wěn)定，將樣品(凝膠或陶瓷漿料)放置于模具5中，使樣品與第一銅板4和第二銅板11接觸，即可進(jìn)行定向冷凍，本申請(qǐng)中設(shè)置兩個(gè)模具5，可以同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)樣品的處理。