样品绝热装置、样品杆及其使用方法

技术领域

本发明属于室温磁制冷技术领域，具体涉及一种样品绝热装置、样品杆及其使用方法。

背景技术

室温磁制冷是一种固态制冷技术，是有望取代传统的气体压缩式制冷技术的新型制冷技术。随着新材料新技术的发展，最近十几年，室温磁制冷技术开发受到各国普遍重视，并且取得长足进展。该项技术符合当今可持续发展的时代要求，被认为是一种有希望取代传统制冷技术的绿色制冷技术。室温磁制冷机所用的制冷介质是固体材料，衡量材料磁热性能的参数为等温磁熵变和绝热温变，通常测量方法分为直接测量法和间接测量法，间接测量法通常耗时而且测量成本较高，直接测量法快速方便，测量成本低。

中国专利号200520008166.4公开了一种永磁式磁热效应直接测量仪器。直接测量法通常测量材料的绝热温变值，但该仪器测量样品的绝热条件采用隔热材料隔热方式实现，存在样品与隔热材料接触的问题，尤其在真空状态测量时问题更突出，达不到真正的绝热状态，只能说处于半绝热状态，因此造成测量数据存在偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种样品绝热装置、样品杆及其使用方法，能够使样品悬浮，不与周围其它物体接触，起到隔离绝热状态，尤其在真空状态下，可以接近理想的绝热状态，满足绝热测量需要。

为达到上述目的，本发明使用的技术解决方案是：

样品绝热装置，包括：第一锥顶盒、第二锥顶盒，第一锥顶盒、第二锥顶盒的一侧设置有开口，第一锥顶盒、第二锥顶盒的开口侧通过螺纹相连接；第一锥顶盒在内壁底面设置有第一锥形顶，第二锥顶盒在内壁底面设置有第二锥形顶，第一锥形顶、第二锥形顶的位置相对。

进一步，第一锥顶盒的外形为圆柱体，在外壁设置有外螺纹；第二锥顶盒的外形为圆柱体在内壁设置有内螺纹。

进一步，第二锥顶盒的端面上设置有观察孔。

样品杆，样品杆的样品室内安装有样品绝热装置，样品绝热装置包括：第一锥顶盒、第二锥顶盒，第一锥顶盒、第二锥顶盒的一侧设置有开口，第一锥顶盒、第二锥顶盒的开口侧通过螺纹相连接；第一锥顶盒在内壁底面设置有第一锥形顶，第二锥顶盒在内壁底面设置有第二锥形顶，第一锥形顶、第二锥形顶的位置相对。

进一步，样品绝热装置安装有样品，样品包括：第一样品和第二样品，第一样品和第二样品的外侧端面分别设置有锥形凹坑，第二样品在内侧端面上设置有样品空间；温度传感器位于第一样品和第二样品之间，并位于样品空间内；第一锥形顶、第二锥形顶分别抵在锥形凹坑内，连接温度传感器的导线从第一样品穿出。

样品绝热装置的使用方法，包括：

在样品的两端面制备出锥形凹坑，将样品切割成第一样品和第二样品，将切割面磨平磨光；在第二样品的切割面上设置样品空间，在第一样品的切割面涂抹导热硅脂；

将温度传感器贴在第一样品的端面上，将第一样品和第二样品合并，使温度传感器置于样品空间内；

将第一样品的锥形凹坑抵在第一锥形顶上，将第一锥顶盒、第二锥顶盒螺纹连接，通过第二锥顶盒的观察孔调正样品的位置，使第一锥形顶、第二锥形顶分别抵在第一样品和第二样品的锥形凹坑内；

将安装了样品的样品绝热装置定位在样品室内，将样品杆装入测量仪进行测量样品的磁热效应绝热温变测量。

优选的，打开样品杆前端样品室的样品室盖，拉出温度传感器，温度传感器贴在第一样品的端面上，导线穿过第一锥顶盒的端面。

本发明技术效果包括：

采用本发明的锥顶盒夹住样品，样品两端分别与两个锥顶尖接触，使样品悬浮，不与周围其它物体接触，起到隔离绝热状态，尤其在真空状态下，可以接近理想的绝热状态，满足绝热测量需要。

磁热效应测量仪用来测量磁热材料的绝热温变值，要求样品处于绝热状态测量。本发明为样品产生绝热状态的装置，利用本装置，使样品悬浮，几乎不与周围环境物质直接接触，可以使样品处于绝热状态，尤其在真空状态下可以接近理想绝热状态，提高测量仪测量数据的准确性。

本发明置于样品杆前端样品室内使用，使样品悬空，避免样品与周围环境其它物体直接接触，使样品处于绝热状态，避免传统采用隔热材料隔离样品(半绝热状态)方式下产生测量误差较大的问题。本发明只有锥形顶与样品接触，对绝热状态影响较小，可以忽略不计，在真空状态下，可以认为样品处于绝热状态，满足绝热测量的要求。

附图说明

图1是本发明中样品绝热装置的结构示意图；

图2是本发明中样品绝热装置夹持样品的示意图。

具体实施方式

以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。

如图1所示，是本发明中样品绝热装置的结构示意图。如图2所示，是本发明中样品绝热装置夹持样品的示意图。

样品绝热装置包括：第一锥顶盒1、第二锥顶盒2，第一锥顶盒1、第二锥顶盒2一侧设置有开口，第一锥顶盒1、第二锥顶盒2的开口侧通过螺纹相连接。

第一锥顶盒1在内壁底面设置有第一锥形顶11，第二锥顶盒2在内壁底面设置有第二锥形顶21，第一锥形顶11、第二锥形顶21的位置相对。

第一锥顶盒1的外形为圆柱体，在外壁设置有外螺纹；第二锥顶盒2的外形为圆柱体在内壁设置有内螺纹。第二锥顶盒2的端面上设置有观察孔。

样品绝热装置采用塑料、尼龙、聚四氟乙烯等材料制作。鉴于聚四氟乙烯材料具备较高的耐高低温性能并具有一定的弹性，优选采用聚四氟乙烯材料制作。

样品绝热装置置于样品杆的样品室内使用，样品包括：第一样品3和第二样品4，第一样品3和第二样品4的外侧端部分别设置有锥形凹坑，第二样品4在内侧端面上设置有样品空间，样品空间选用槽或沉孔。温度传感器5位于第一样品3和第二样品4之间，并位于样品空间内；第一锥顶盒1、第二锥顶盒2通过螺纹相连接后，第一锥形顶11、第二锥形顶21分别抵在锥形凹坑内，用于顶住样品，使样品悬空；使温度传感器5紧密贴合第一样品3和第二样品4，连接温度传感器5的导线从第一样品3穿出。

第一锥形顶11、第二锥形顶21顶住第一样品3和第二样品4，第一样品3和第二样品4压紧温度传感器5，同时使第一样品3和第二样品4悬空，产生样品的绝热条件。

使用时，在第一样品3和第二样品4之间夹上温度传感器5，用第一锥形顶11、第二锥形顶21顶住第一样品3和第二样品4的锥形凹坑，旋紧第一锥顶盒1、第二锥顶盒2，使第一样品3和第二样品4夹紧位于样品空间的温度传感器5，使样品悬空，放入样品杆的样品室内并盖上样品室盖，就可以进行样品绝热温变测量。

样品绝热装置的使用方法，步骤如下：

步骤1：在样品的两端面制备出锥形凹坑，将样品从中间均分切割成第一样品3和第二样品4，将切割面磨平磨光；在第二样品4的切割面上设置样品空间，在第一样品3的切割面涂抹导热硅脂；

步骤2：将温度传感器5贴在第一样品3的端面上，并在传感器4其它部位也涂抹导热硅脂，使温度传感器5置于样品空间内，将第一样品3和第二样品4合并；

打开样品杆前端样品室的样品室盖，拉出温度传感器5，温度传感器5贴在第一样品3的端面上，导线穿过第一锥顶盒1的端面。

步骤3：将第一样品3的锥形凹坑抵在第一锥形顶11上，将第一锥顶盒1、第二锥顶盒2螺纹连接，通过第二锥顶盒2的观察孔调正样品的位置，使第一锥形顶11、第二锥形顶21分别抵在第一样品3和第二样品4的锥形凹坑内；

步骤4：将安装了样品的样品绝热装置定位在样品室内，将样品杆装入测量仪进行测量样品的磁热效应绝热温变测量。

根据磁热效应原理，磁热材料在变化的磁场作用下，会产生升温或降温的现象。衡量材料磁热效应的指标之一是材料样品的绝热温变值。测量仪是测量材料样品的绝热温变值的设备，要求样品在绝热条件下测量由磁场变化产生温度变化值，因此绝热条件的好坏对测量结果影响较大。样品杆前端有样品室，其内放置本发明装置夹持的样品，使样品处于悬空状态，尤其在真空测量时样品接近理想的绝热状态。

使用本发明可以使样品处于悬空状态，只有两个锥顶(第一锥形顶11、第二锥形顶21)与样品点接触，其影响较小可以忽略不计，尤其在真空状态下可以接近理想绝热条件，有利于磁热效应测量仪测出准确数据。

本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。