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宽温区小样量精密绝热量热装置的研制
2017-08-28 15:50     (点击数)

项目负责人:邸友莹

立项时间:2017年

项目类型:国家重大科研仪器研制项目

项目简介:“绝热量热装置”是化学热力学研究中必须具备的主要研究仪器之一,主要任务是测量和确定物质材料在宽温区的摩尔热容和研究相变,进而计算物质的各种标准热力学函数,这些数据是在化工生产过程中计算和确定物质参与的化学反应的平衡常数和理论产率时必须依据的基础数据。目前国内的绝热量热装置存在几个问题,使得它在材料热力学研究中的作用受到了极大限制:(1)测量温区较窄,一般是80到400 K。现代材料学的发展,要求我们要研究80K以下材料的各种相转变,比如顺磁体与铁磁体的转变,顺电体与铁电体的转变,导体与超导体的转变,正常液氦与超流动性液氦的转变等。正是多种多样、普遍存在的物质相变现象催生了能源材料科学的深入发展。基于相变机制的研究,对于发掘新材料、优化材料的制备工艺,并对其性能进行设计和剪裁,具有重要的意义。另外航天和军工领域的快速发展对高温材料提出了很高的要求,那么测量材料在400K以上的热容显得特别重要。这些都需要绝热量热装置顺乎时代科学发展的要求进行革新;(2)样品量太大,一般为2克左右。很多极其重要的物质在实验室阶段难以大量生产,很难一次提供克级的样品量。因此研制出小样品量的绝热量热装置显得特别迫切。因此,既要保证仪器测量所需的样品量小,又不能降低热容测量的准确度,而且要保证仪器在4.2到600K的宽温区范围内绝热性能稳定,我们考虑将热导式量热计孪生式结构设计理念引入到绝热热量计中,一方面提高测量温度的精密度,从而降低样品量,另一方面保证仪器测量过程中的稳定性和可靠性。解决了以上问题所建立的全自动宽温区小样量精密绝热热量计是具有国际先进水平的仪器,将在材料热力学研究中发挥更大的作用,做出具有世界先进水平的研究成果。

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