The invention discloses a device and method for measuring the thermal expansion coefficient of solid material, the device comprises a vacuum chamber, autocollimator, single plane mirror, electric lifting mechanism and temperature control device. When the temperature the temperature change when the angle of the plane mirror will change, the variation of angle can be measured by autocollimator, so as to obtain the material coefficient of thermal expansion. The invention has the advantages of simple principle, convenient operation, solid material samples can be measured by any of a wide range of applications, compared with the existing thermal expansion coefficient measurement scheme, no complex light path, reduce the difficulty of measuring, while reducing the cost of the device, improves the measurement accuracy of thermal expansion coefficient.
【技术实现步骤摘要】
一种固体材料热膨胀系数的测量装置及方法
本专利技术属于固体材料热膨胀特征参数测量
,涉及一种固体材料热膨胀系数的测量装置及方法,具体地说,涉及一种在不同温度下对固体材料的热膨胀系数进行测定的装置及方法。
技术介绍
材料热膨胀系数是物质的基本物理性质之一,准确测量材料的热膨胀系数,对于基础科学研究、技术创新、工程应用都具有重要的意义。上世纪60年代,随着激光器和计算机的诞生以及各学科的进步,材料的热膨胀系数的研究向着更精确,更方便,测量范围更大的方向发展。在2000年,日本的M.Okaji和他的同事用顶杆膨胀仪在-50~250℃的温度范围内对一些硅玻璃进行了测量,标准不确定度为2~4×10-8K-1。这种方法机构简单、操作容易、适合于各种形状的样品,但是这种方法是一种非绝对测量方法,需要进一步校准工作。他们也对激光干涉膨胀仪做了改进,测量范围在300~1300K,测量结果不确定度为1.1×10-8K-1,但是由于干涉装置中样品表面反射测量光的能力受到温度的限制。2005年,美国的E.G.Wolff和J.E.Sharp也利用激光设计了衍射膨胀装置来测量材料热膨胀系数,它的测量精度不亚于干涉,偏差在2%以内,但是由于衍射狭缝的限制,膨胀量不是很大,所以测量范围有所限制。2000年,我国台湾的ChiHsiangPan专利技术了一种测量薄片物体材料的线性热膨胀系数装置,利用两个长度不同的薄片材料在相同温度变化下的膨胀量不一样,根据游标尺的读数来间接测得材料的膨胀量。但当膨胀量很大的时候,游标尺的读数与膨胀量的关系是非线性的,很难得到准确的数值,所以这个装置的测 ...
【技术保护点】
一种固体材料热膨胀系数的测量装置,其特征在于,包括为自准直仪(1)、真空仓窗口(2)、真空仓(3)、平面反射镜(4)、变温样品(5)、变温载物平台(6)、导热铜带(7)、常温载物平台(8)和常温样品(9),真空仓(3)作为隔绝空气和真空环境的装置,平面反射镜(4)、变温样品(5)、变温载物平台(6)、导热铜带(7)、常温载物平台(8)和常温样品(9)都置于真空仓(3)中,其连接关系为变温载物平台(6)与常温载物平台(8)之间有一定的间隔,导热铜带(7)置于真空仓(3)底部,导热铜带(7)与变温载物平台(6)相连,变温样品(5)置于变温载物平台(6)上,常温样品(9)置于常温载物平台(8)上,平面反射镜(4)安装在变温样品(5)和常温样品(9)的顶端;真空仓窗口(2)设置在真空仓(3)顶部;自准直仪(1)位于真空仓(3)外部,安装在真空仓窗口(2)正上方,后面用于测量平面反射镜(4)的倾斜角度;所述变温载物平台(6)和常温载物平台(8)位于真空仓(3)底部,变温载物平台(6)和常温载物平台(8)下面是绝热支撑,这样能隔绝变温载物平台(6)、常温载物平台(8)和样品仓(3)这三者之间的热传 ...
【技术特征摘要】
1.一种固体材料热膨胀系数的测量装置,其特征在于,包括为自准直仪(1)、真空仓窗口(2)、真空仓(3)、平面反射镜(4)、变温样品(5)、变温载物平台(6)、导热铜带(7)、常温载物平台(8)和常温样品(9),真空仓(3)作为隔绝空气和真空环境的装置,平面反射镜(4)、变温样品(5)、变温载物平台(6)、导热铜带(7)、常温载物平台(8)和常温样品(9)都置于真空仓(3)中,其连接关系为变温载物平台(6)与常温载物平台(8)之间有一定的间隔,导热铜带(7)置于真空仓(3)底部,导热铜带(7)与变温载物平台(6)相连,变温样品(5)置于变温载物平台(6)上,常温样品(9)置于常温载物平台(8)上,平面反射镜(4)安装在变温样品(5)和常温样品(9)的顶端;真空仓窗口(2)设置在真空仓(3)顶部;自准直仪(1)位于真空仓(3)外部,安装在真空仓窗口(2)正上方,后面用于测量平面反射镜(4)的倾斜角度;所述变温载物平台(6)和常温载物平台(8)位于真空仓(3)底部,变温载物平台(6)和常温载物平台(8)下面是绝热支撑,这样能隔绝变温载物平台(6)、常温载物平台(8)和样品仓(3)这三者之间的热传导;样品的升降由一个电动升降机构(11)驱动。2.根据权利要求1所述的固体材料热膨胀系数的测量装置,其特征在于,所述的真空仓(3)是真空测量环境下的绝热装置,抽真空采用机械真空泵,能达到10-1Pa以下的真空度。3.根据权利要求1所述的固体材料热膨胀系数的测量装置,其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员:倪磊,向北平,杨应洪,莫才友,
申请(专利权)人:西南科技大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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