[實用新型]一種石墨烯材料熱導率的測量裝置

有效

• 申請號: 201821663043.8
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN209342644U
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 楊波;黃巧賢;郭華超;岳亞楠;李悅;李茂東;黃國家;王志剛;翟偉;文芳;李爽;伍振凌
• 申請（專利權）人: 廣州特種承壓設備檢測研究院
• 主分類號: G01N25/18
• 分類號: G01N25/18;G01N25/20
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 吳靜芝

本實用新型涉及一種石墨烯材料熱導率的測量裝置。所述測量裝置包括上筒體、下筒體、上頂蓋、壓力機、水循環冷卻單元、位移檢測單元、加熱單元、溫度檢測單元和數據處理單元，上、下筒體內分別設有第一金屬塊和第二金屬塊，測試樣品設于兩金屬塊之間，上頂蓋位于第一金屬塊上方，壓力機與上頂蓋相連。本實用新型利用壓力機對上頂蓋施加壓力，上頂蓋將壓力傳遞給測試樣品，測試樣品受力壓縮，利用位移檢測單元實時監控并采集測試樣品在不同受力下的位移值，獲得測試樣品的壓縮率，并實現測試樣品在不同壓縮率下的熱導率的測量。本實用新型具有設備簡單，測量精度高，可靠性好，測量使用范圍廣的優點。

技術領域

本實用新型涉及傳熱技術領域，尤其涉及一種石墨烯材料熱導率的測量裝置。

背景技術

熱導率是反映材料熱傳導能力的物理量。界面熱阻是因不同材料間交界面的存在而產生的對熱量傳遞的阻礙。熱導率與界面熱阻在涉及到傳熱的工程領域中有廣泛的應用背景，如在工程應用中，為了滿足生產工藝的要求，有時通過提升材料熱導率和減小界面熱阻的方式以強化傳熱。

可壓縮材料是指施加一定程度的壓力時，其自身的總體積會發生變化的材料，例如粉末類材料或多孔材料，其中石墨烯材料是一種重要的可壓縮材料。相比于不可壓縮材料而言，可壓縮材料的不同壓縮率對自身的熱導率與接觸熱阻均有重要的影響。近年來，隨著可壓縮材料在電子工業領域以及建筑行業等均有重要的應用，研究可壓縮材料在不同壓縮率下的熱導率以及界面熱阻具有重要的意義。

實用新型內容

基于此，本實用新型的目的在于，提供一種石墨烯材料熱導率的測量裝置，可實現材料在不同壓縮率下的熱導率的測量。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：一種石墨烯材料熱導率的測量裝置，包括上筒體、下筒體、上頂蓋、壓力機、水循環冷卻單元、位移檢測單元、加熱單元、溫度檢測單元和數據處理單元；所述上筒體與下筒體一體成型，所述上筒體和下筒體的側壁沿軸向均設有若干個通孔；所述上筒體的內部為空心結構以形成上測試腔，所述上測試腔內設有上頂蓋、第一金屬塊和測試樣品，所述第一金屬塊的頂部和底部分別與上頂蓋和測試樣品接觸，且所述第一金屬塊的頂端設有凹槽；所述下筒體的內部為空心結構以形成下測試腔，所述下測試腔內設有支撐部和第二金屬塊，所述第二金屬塊固設于支撐部上，所述第二金屬塊的頂部與測試樣品接觸，底部設為肋片結構且懸空于下測試腔內；所述水循環冷卻單元與下測試腔相連；所述壓力機與上頂蓋相連；所述位移檢測單元包括相互電連接的位移傳感器和位移采集卡，所述位移傳感器與上頂蓋相連；所述加熱單元包括相互電連接的電源和電加熱組件，所述電加熱組件設于第一金屬塊頂端的凹槽內；所述溫度檢測單元包括相互電連接的熱電偶陣列和溫度采集卡，所述熱電偶陣列設于所述若干個通孔內；所述數據處理單元分別與壓力機、位移采集卡和溫度采集卡電連接。

本實用新型利用壓力機對上頂蓋施加壓力，上頂蓋將壓力傳遞給測試樣品，測試樣品受力壓縮，利用位移檢測單元實時監控并采集測試樣品在不同受力下的位移值，獲得測試樣品的壓縮率。相對于現有技術，本實用新型可針對可壓縮材料，在同一套裝置上改變可壓縮材料的壓縮率，并實現可壓縮材料在不同壓縮率下的熱導率與界面熱阻的同步測量，且本實用新型也可用于測量不可壓縮材料的熱導率與界面熱阻。此外，本實用新型具有設備簡單，操作方便、測量精度高，可靠性好，測量使用范圍廣的優點。

進一步地，所述水循環冷卻單元包括水冷腔、兩段冷卻水管和循環水泵；所述水冷腔分別通過兩段冷卻水管與下測試腔連通，在連通部位處分別形成進水口和出水口；所述循環水泵設于其中一段冷卻水管中。

進一步地，所述肋片結構包括若干根條形片，所述條形片的兩端分別靠近進水口和出水口。

進一步地，所述上、下筒體的外壁和內壁之間均填充有保溫材料層。

進一步地，所述上筒體的內壁設有滑槽，所述上頂蓋安裝于滑槽內并可沿著滑槽在上測試腔內上下滑動。

進一步地，所述滑槽的深度為0.1～2mm。