本公开涉及材料特性测试技术领域，尤其是涉及一种气体吸附材料的吸气性能测试装置及测试方法。测试装置包括储气容器、真空机组、样品室、真空元件和制冷设备，储气容器用于储存待吸附气体，真空机组与储气容器的出口连通，真空元件设置有通孔；制冷设备用于使待测样品维持设定温度；还包括第一真空计和第二真空计，储气容器与第一真空计之间设置有调节阀，调节阀用于维持第二真空计的读数稳定。当待吸附气体流过真空元件的通孔时，在真空元件的进气侧和出气侧出现压力差，调节调节阀，使得第二真空计的读数稳定，通过获取第一真空计随时间变化的气压值，计算出不同时刻待测样品的吸气速率和一段时间内的总吸气量，测试结果准确度高。度高。度高。
【技术实现步骤摘要】
气体吸附材料的吸气性能测试装置及测试方法
[0001]本公开涉及材料特性测试
，尤其是涉及一种气体吸附材料的吸气性能测试装置及测试方法。
技术介绍
[0002]常见的气体吸附材料包括分子筛、活性炭、一氧化钯、锆/钛系合金吸气剂、石墨烯以及活性氧化铝、硅胶等。随着真空技术的应用领域不断扩展，这些气体吸附材料得到越来越广泛的应用。例如，在高真空低温绝热容器、低温介质输送管道、半导体产线用低温泵等设备中，为了稳定维持较高的真空度，就需要用到性能可靠的吸氢材料，吸氢量越大，设备的使用寿命和生产性能越好，这是因为在高真空环境下，这些真空腔室内会逸出以氢气为主要成分的气体，只有依靠氢气吸附剂才能高效地吸除氢气，维持所需要的高真空工况。
[0003]现有的半导体产线用低温泵通常采用在二级冷头(或者冷凝伞上)粘接活性炭的办法来吸附高真空腔体中的氢气，高真空低温绝热容器的真空夹层中往往在内胆外表面布置分子筛或一氧化钯来吸附夹层气体。虽然上述吸附材料在低温绝热容器、低温泵等设备中扮演着极其重要的角色，但是，目前业内尚缺乏可以直接对这些低温环境下使用的气体吸附材料吸气性能优劣进行检测的装置与方法，而只能采取对相关间接参数的测量来衡量吸附材料在常温下的吸气性能，在测试过程中没有考虑实际工作环境温度因素，测定结果的准确度较低。
技术实现思路
[0004]本公开的目的在于提供一种气体吸附材料的吸气性能测试装置及测试方法，以缓解现有技术中存在的在测试气体吸附材料的吸气性能的过程中没有考虑实际工作环境温度因素，测定结果的准确度较低的技术问题。
[0005]基于上述目的，本公开提供了一种气体吸附材料的吸气性能测试装置，包括储气容器、真空机组、样品室、真空元件和制冷设备，所述储气容器用于储存待吸附气体，所述储气容器的出口设置有供气阀门，所述真空机组与所述储气容器的出口连通，所述真空机组和所述样品室之间并联连通有第一管路和第二管路，所述第一管路设置有旁通阀门，所述真空元件固定安装于所述第二管路的内壁，所述真空元件设置有通孔；所述样品室的内部用于放置待测样品，所述制冷设备用于使所述待测样品维持设定温度；
[0006]所述储气容器与所述真空元件之间设置有第一真空计，所述真空元件与所述样品室之间设置有第二真空计，所述储气容器与所述第一真空计之间设置有调节阀，所述调节阀用于维持所述第二真空计的读数稳定。
[0007]在本公开的一个实施例中，所述储气容器的出口设置有流量计，和/或，所述气体吸附材料的吸气性能测试装置还包括组分含量测定装置，用于测定所述待吸附气体的组分含量。
[0008]在本公开的一个实施例中，所述气体吸附材料的吸气性能测试装置还包括抽气
泵，所述抽气泵与所述样品室的抽气口连通，所述抽气泵与所述样品室的抽气口之间设置有第一阀门，所述样品室的抽气口与所述真空元件之间设置有第二阀门。
[0009]在本公开的一个实施例中，所述储气容器与所述第一真空计之间设置有排放管路，所述排放管路设置有第三阀门；所述储气容器与所述调节阀之间设置有第四阀门。
[0010]在本公开的一个实施例中，所述制冷设备的冷头通过热桥与所述样品室的侧壁连接，或，所述样品室的侧壁设置有换热管，所述制冷设备的气态冷媒出口与所述换热管连通。
[0011]在本公开的一个实施例中，所述样品室的外表面设置有隔热层。
[0012]在本公开的一个实施例中，所述储气容器与所述调节阀之间设置有缓冲罐。
[0013]在本公开的一个实施例中，所述缓冲罐设置有组分含量测定装置。
[0014]在本公开的一个实施例中，所述设定温度的范围为10～273K。
[0015]基于上述目的，本公开还提供了一种气体吸附材料的吸气性能测试方法，所述气体吸附材料的吸气性能测试方法应用于所述的气体吸附材料的吸气性能测试装置，所述气体吸附材料的吸气性能测试方法包括以下步骤：
[0016]所述真空机组对气体吸附材料的吸气性能测试装置抽真空；
[0017]将所述待测样品放置于所述样品室的内部；
[0018]所述制冷设备使所述待测样品维持设定温度；
[0019]开启所述储气容器，以使待吸附气体进入所述样品室而被所述待测样品所吸附，其中，调节所述调节阀，以使所述第二真空计的读数稳定；
[0020]按照设定时间间隔，采集所述第一真空计和所述第二真空计的读数，并计算所述待测样品在设定时间内的总吸气量Q，单位为mL
·
Pa，其中，P1和P2分别为所述第一真空计的读数和所述第二真空计的读数，单位均为Pa，t为设定时间，单位为s，C为流导值，单位为mL/s。
[0021]在本公开的一个实施例中，在所述真空机组对气体吸附材料的吸气性能测试装置抽真空的步骤之后，还包括清洗管路的步骤，关闭第四阀门，开启第三阀门，以保证从所述储气容器到所述样品室内的待吸收气体的纯度。
[0022]与现有技术相比，本公开的有益效果主要在于：
[0023]本公开提供的气体吸附材料的吸气性能测试装置，包括储气容器、真空机组、样品室、真空元件和制冷设备，所述储气容器用于储存待吸附气体，所述储气容器的出口设置有供气阀门，所述真空机组与所述储气容器的出口连通，所述真空机组和所述样品室之间并联连通有第一管路和第二管路，所述第一管路设置有旁通阀门，所述真空元件固定安装于所述第二管路的内壁，所述真空元件设置有通孔；所述样品室的内部用于放置待测样品，所述制冷设备用于使所述待测样品维持设定温度；所述储气容器与所述真空元件之间设置有第一真空计，所述真空元件与所述样品室之间设置有第二真空计，所述储气容器与所述第一真空计之间设置有调节阀，所述调节阀用于维持所述第二真空计的读数稳定。
[0024]基于该结构，本公开提供的气体吸附材料的吸气性能测试装置，在使用时，储气容器中储存有待吸附气体，供气阀门先处于关闭状态，旁通阀门处于开启状态，真空机组对整个测试装置抽真空，样品室的内部放置有待测样品，制冷设备使待测样品维持设定温度；然
后开启供气阀门，关闭旁通阀门，待吸附气体经过第一真空计进入第二管路，并以分子流状态流过真空元件的通孔，然后再经过第二真空计进入样品室，被待测样品所吸附，其中，真空元件的流导值是已知的。当待吸附气体流过真空元件的通孔时，在真空元件的进气侧和出气侧出现压力差，调节调节阀，使得出气侧的气压稳定，即使得第二真空计的读数稳定，通过获取第一真空计随时间变化的气压值，计算出不同时刻待测样品的吸气速率和一段时间内的总吸气量，用总吸气量除以待测样品的质量，即可得到单位质量的待测样品的吸气量，测试结果准确度较高。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种气体吸附材料的吸气性能测试装置，其特征在于，包括储气容器、真空机组、样品室、真空元件和制冷设备，所述储气容器用于储存待吸附气体，所述储气容器的出口设置有供气阀门，所述真空机组与所述储气容器的出口连通，所述真空机组和所述样品室之间并联连通有第一管路和第二管路，所述第一管路设置有旁通阀门，所述真空元件固定安装于所述第二管路的内壁，所述真空元件设置有通孔；所述样品室的内部用于放置待测样品，所述制冷设备用于使所述待测样品维持设定温度；所述储气容器与所述真空元件之间设置有第一真空计，所述真空元件与所述样品室之间设置有第二真空计，所述储气容器与所述第一真空计之间设置有调节阀，所述调节阀用于维持所述第二真空计的读数稳定。2.根据权利要求1所述的气体吸附材料的吸气性能测试装置，其特征在于，所述储气容器的出口设置有流量计，和/或，所述气体吸附材料的吸气性能测试装置还包括组分含量测定装置，用于测定所述待吸附气体的组分含量。3.根据权利要求1所述的气体吸附材料的吸气性能测试装置，其特征在于，还包括抽气泵，所述抽气泵与所述样品室的抽气口连通，所述抽气泵与所述样品室的抽气口之间设置有第一阀门，所述样品室的抽气口与所述真空元件之间设置有第二阀门。4.根据权利要求1所述的气体吸附材料的吸气性能测试装置，其特征在于，所述储气容器与所述第一真空计之间设置有排放管路，所述排放管路设置有第三阀门；所述储气容器与所述调节阀之间设置有第四阀门。5.根据权利要求1所述的气体吸附材料的吸气性能测试装置，其特征在于，所述制冷设备的冷头通过热桥与所述样品室的侧壁连接，或，所述样品室的侧壁设置有换热管，所述制冷设备的气态冷媒出口与所述换热管连通。6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡勇，李晓刚，高峰，邓从跃，苏亮，张伟，
申请(专利权)人：中山凯旋真空科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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