[發明專利]一種納米材料燃點測量方法及測量系統

有效

• 申請號: 202010471013.2
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111693561B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 劉翩;鄭玉祥;陳良堯;張榮君;王松有;李晶;楊月梅
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G01N25/12
• 分類號: G01N25/12;G01N21/25;G01N23/20;G01K7/02
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

本發明涉及一種納米材料燃點測量方法及測量系統，所述測量方法包括以下步驟：1)利用變溫橢圓偏振光譜儀在單波長和單角度下測量不同溫度下納米材料的P光、S光的復反射率比值ρ，進而獲得兩個橢偏參數ψ與Δ；2)基于步驟1)獲得橢偏參數ψ、Δ隨溫度的變化譜；3)基于所述變化譜上的突變點確定納米材料的相變點；4)根據每一所述相變點前后物質的變化情況，判斷所述相變點是否為燃點，從而測量獲得納米材料的最終燃點。與現有技術相比，本發明具有無接觸、快速、可靠性高等優點。

技術領域

本發明涉及熱學測量技術領域，尤其是涉及一種納米材料燃點測量方法及測量系統。

背景技術

受到量子尺寸限制效應的影響，尺寸為納米尺度的材料呈現出與塊體材料不同的光學、磁學、電學、熱學以及催化等方面的性質，而在物理、化學、生物、材料等不同研究領域中受到廣泛的關注和研究。納米材料燃點較塊體材料的燃點有著明顯的降低，作為燃料時有利于節約能源和減少環境污染；并且納米量級的金屬粉塵在空氣中很容易起火產生爆炸，給人們的生活帶來了極大的安全隱患。因此，研究納米材料燃點具有重要的意義。

目前關于納米材料燃點的報道比較有限。理論上，研究人員建立了一系列的模型對納米材料的燃點進行估算。實驗上，研究納米材料燃點的方法主要有兩種：

一種是采用熱重分析法，根據被測材料強的放熱效應和質量的突增來判斷燃點，這種方法在測量中需要接觸樣品，對樣品形貌和結構會有損傷，影響測試結果；

另一種方法是利用高速攝像機對納米材料的燃燒過程進行實時監測，將首先出現燃燒的溫度定為燃點，這種測量方法誤差大重復性差，并且對燃燒現象不明顯的材料測試難度增大。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種非接觸、非破壞的納米材料燃點測量方法及測量系統，可以高精度、高靈敏度快速獲得納米材料燃點。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種納米材料燃點測量方法，包括以下步驟：

1)利用變溫橢圓偏振光譜儀在單波長和單角度下測量不同溫度下納米材料的P光、S光的復反射率比值ρ：

ρ＝r_p/r_s＝tanψe^iΔ

其中，r_p為P光復反射率，r_s為S光復反射率，進而獲得兩個橢偏參數ψ與Δ；

2)基于步驟1)獲得橢偏參數ψ、Δ隨溫度的變化譜；

3)基于所述變化譜上的突變點確定納米材料的相變點；

4)根據每一所述相變點前后物質的變化情況，判斷所述相變點是否為燃點，從而測量獲得納米材料的最終燃點。

進一步地，所述步驟1)中的波長為使橢偏參數隨溫度變化明顯，且測量誤差小的波長。

進一步地，所述波長的選取范圍為200～1000nm。

進一步地，所述步驟1)中，不同溫度的溫度間隔為0.5～2℃。

進一步地，所述步驟4)中，采用X射線衍射儀測定相變點前后物質的變化。

進一步地，所述步驟4)中，分別測試常溫下和經過相變后的納米材料的X射線衍射圖譜。

進一步地，所述橢偏參數范圍為：0°ψ90°，-180°Δ0°。

本發明還提供一種納米材料燃點測量系統，包括變溫橢圓偏振光譜儀、X射線衍射儀和上位機，所述上位機內存儲有計算機程序，該計算機程序執行的操作包括：