The invention provides a device and method for measuring T nanowires based on thermal conductivity, the hotline end lapping on the heat sink, the tested lines overlap in between the hotline and heat sink due to heat conduction along the measured line direction, the temperature distribution along the direction of the hotline will change, i.e. double arch parabola deformation, the average temperature will be significantly decreased hotline. By measuring the change of the average temperature rise of the hot wire, the total thermal resistance introduced by the line to be measured can be obtained, thus the thermal conductivity of the line to be measured can be obtained. The device has the advantages of simple structure, low cost and high measurement accuracy. It can be used to measure the thermal conductivity of conductive and non conducting filament materials with great versatility.
【技术实现步骤摘要】
一种基于T形结构的纳米线热导率的测量装置及方法
本专利技术涉及微纳米材料热物性领域,特别是涉及一种基于T形结构的纳米线热导率的测量装置及方法。
技术介绍
随着微纳米技术的发展,新型纤维、碳纳米管、半导体量子点和超晶格、纳米颗粒等材料在航天航空、检测、能源转换、医药卫生等领域的应用日益广泛。微器件的性能在很大程度上取决于其内部的热量输运能力,因此研究微纳材料的热学性能具有重要意义。由于微纳米材料的热物性与宏观尺度材料存在很大差距,且宏观尺度下用于表征温度场分布的分析方法和测试手段在微纳米尺度下不再适用,因此需要新的装置和方法对微纳米材料的热物性进行测量。
技术实现思路
为了解决上述存在的问题,本专利技术提供一种基于T形结构的纳米线热导率的测量装置及方法,该装置结构简单,成本低廉,测量精度高,可用于包括导电、非导电细丝材料热导率的测量,具有很大的通用性,为达此目的,本专利技术提供一种基于T形结构的纳米线热导率的测量装置,包括热线、接触节点、待测线和热沉,所述热沉有3块,所述接触节点的接触电阻为Rc,所述接触节点的两侧有热线,所述接触节点下端有待测线,所述热线和待测线的端部与热沉相接触。作为本专利技术进一步改进,所述待测线包括导电和非导电细丝材料,本专利技术导电和非导电细丝材料均可以使用。作为本专利技术进一步改进,所述热线采用纯度超过99.95%的铂丝作为电加热线,Pt具有高化学稳定性、高电阻率以及强抗氧化性等特点,是一种优良的电阻温度计。作为本专利技术进一步改进,所述测量装置的工作温度范围为13.8~1023K,本专利技术的工作温度范围为13.8~1023K,范围 ...
【技术保护点】
一种基于T形结构的纳米线热导率的测量装置,包括热线(1)、接触节点(2)、待测线(3)和热沉(4),其特征在于:所述热沉(4)有3块,所述接触节点(2)的接触电阻为Rc,所述接触节点(2)的两侧有热线(1),所述接触节点(2)下端有待测线(3),所述热线(1)和待测线(3)的端部与热沉(4)相接触。
【技术特征摘要】
1.一种基于T形结构的纳米线热导率的测量装置,包括热线(1)、接触节点(2)、待测线(3)和热沉(4),其特征在于:所述热沉(4)有3块,所述接触节点(2)的接触电阻为Rc,所述接触节点(2)的两侧有热线(1),所述接触节点(2)下端有待测线(3),所述热线(1)和待测线(3)的端部与热沉(4)相接触。2.根据权利要求1所述的一种基于T形结构的纳米线热导率的测量装置,其特征在于:所述待测线(3)包括导电和非导电细丝材料。3.根据权利要求1所述的一种基于T形结构的纳米线热导率的测量装置,其特征在于:所述热线(1)采用纯度超过99.95%的铂丝作为电加热线。4.根据权利要求3所述的一种基于T形结构的纳米线热导率的测量装置,其特征在于:所述测量装置的工作温度范围为13.8~1023K。5.根据权利要求4所述的一种基于T形结构的纳米线热导率的测量装置,其特征在于:所述工作温度范围内,Pt电阻率表示为温度的三次方关系:ρe=ρ273[1+A(T-273)+B|(T-273)2];其中ρ273表示温度为273K对应的电阻率,A、B分别近似为3.98×10-3K-1和-5.85×10-7K-2。定义阻温系数为:由于B是负数,βT将随着温度升高而减小,在一定温度范围内,可用一阶线性近似代替求导,即:因此,Pt电阻率随温度的变化关系为:通过测量Pt线电阻随温度的变化关系,可在不同的工作温度拟合得到对应的阻温系数,其中截面一致的Pt线的电阻随温度的变化为:通过测量Pt热线的电阻,由上式得到热线的平均温升。6.根据权利要求1-5所述的基于T形结构的纳米线热导率的测量装置的测量方法,其特征在于:第一步:在测量碳纤维热导率之前,首先采用直接通电加热法对热线的电学和热学性质进行校正,将热线两端都搭接在热沉上,...
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