納米材料測試裝置的製作方法
2023-05-29 22:38:31 1
專利名稱：納米材料測試裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測試裝置，特別是一種基於同步輻射的納米材料原位氣相生長測試裝置。
技術背景 隨著人類社會發展和科學技術進步，材料行業得到巨大的發展，同時人們對材料的要求隨之日益提高。納米技術作為一種最具有市場應用潛力的新興科學技術，其潛在的重要性毋庸置疑，工業發達國家紛紛投入大量的資金進行研究工作。如美國最早成立了納米研究中心，日本文教科部把納米技術，列為材料科學的四大重點研究開發項目之一，在德國，以漢堡大學和美因茨大學為納米技術研究中心，政府每年出資6500萬美元支持微系統的研究。納米技術正成為各國科技界所關注的焦點。納米材料在幾乎絕大多數行業有著重要的作用。舉例而言，醫藥行業使用納米技術能使藥品生產過程越來越精細，並在納米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布製造具有特定功能的藥品；家電行業使用納米材料製成的納米材料多功能塑料，具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外線等作用，可用作電冰箱、空調外殼裡的抗菌除味塑料；在電子計算機和電子行業，從閱讀硬碟的讀卡機到存儲容量為目前晶片上千倍的納米材料級存儲器晶片等，都已投入生產；紡織工業在合成纖維樹脂中添加納米SiO2、納米ZnO、納米SiO2復配粉體材料，經抽絲、織布，可製成殺菌、防黴、除臭和抗紫外線輻射的內衣和服裝，可用於製造抗菌內衣、用品，可製得滿足國防工業要求的抗紫外線輻射的功能纖維；機械行業採用納米材料技術對機械關鍵零部件進行金屬表面納米粉塗層處理，可以提高機械設備的耐磨性、硬度和使用壽命。納米材料基礎研究的重要性無需贅述，但目前對於納米材料在加熱生長過程中的結構信息，尤其是在氣氛條件下的結構變化，缺乏方向性的測試手段，從而在對於材料合成、性能測試以及納米材料生長過程上，缺乏實時的研究方法。基於同步輻射的原位納米材料生長測試裝置，在研究材料在高溫、氣氛環境下的相變過程，有著重要的應用前景。一般而言，納米材料的應用性能(光、電、磁等)和納米材料原位結構測試往往互相干擾，納米材料的構效關係(結構與性能相關關係)無法得到直觀的實驗數據。本領域的技術人員致力於研究一種能夠基於同步輻射的原位納米材料生長測試裝置。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是為了實現納米材料在高溫環境下進行原位氣相生長時的構效關係研究，進一步實現為改善納米材料的應用性能的基礎研究。提供一種新型納米材料測試裝置。本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題的一種納米材料測試裝置，其特點在於所述裝置包括一個石英管，所述石英管兩端各由一個固定架固定並密封，石英管旁設置加熱部件，石英管內部設置溫度傳感器。[0009]較佳地，所述加熱部件為一對管狀物，其上纏繞電阻加熱絲。較佳地，所述電阻加熱絲在所述管狀物以外的部分經由Al2O3管伸出並連接電源。較佳地，所述電阻加熱絲是鎳鉻加熱絲。較佳地，所述電阻加熱絲是鉬銠加熱絲。較佳地，其特徵在於，所述固定架是不鏽鋼材料。較佳地，所述溫度傳感器與待測樣品接觸。較佳地，所述溫度傳感器為熱電偶傳感器。本實用新型中，上述優選條件在符合本領域常識的基礎上可任意組合，即得本實用新型各較佳實施例。本實用新型的積極進步效果在於本納米材料測試裝置使待測納米材料在高溫氣氛下，能夠精確的對其溫度和衍射光譜信號進行測量和收集，大大方便了納米材料的基礎研究工作。
圖I為本實用新型一個具體實施例下的納米材料測試裝置的主視圖。圖2為圖I所示納米材料測試裝置的俯視圖。
具體實施方式
本實用新型的實施例將參照附圖進行說明。在說明書附圖中，具有類似結構或功能的元件將用相同的元件符號表示。附圖只是為了便於說明本實用新型的各個實施例，並不是要對本實用新型進行窮盡性的說明，也不是對本實用新型的範圍進行限制。圖I和圖2示出了本實用新型的一個具體實施例。在該實施例中，兩個固定架10固定著一個石英管20。石英管20兩端通過連接頭12固定在固定架10上並被連接頭12密封。在一個實施例中，連接頭12可以是世偉洛克(Swagelok)型連接頭，也可以是其它適合使用的連接頭。石英管20的內徑可以是O. 8_，也可以是其它合適用來進行光譜衍射測試的長度。石英管20旁設置有溫度傳感器40，溫度傳感器40的探頭(圖未示出)可以伸入石英管，設置在放置待測樣品的位置，進行測量時，溫度傳感器可以與樣品接觸，以便得到直接的樣品溫度數據。溫度傳感器40可以是熱電偶傳感器，也可以是熱電阻傳感器或其它類型的適合使用的傳感器。石英管20旁邊設置加熱器，對石英管內樣品進行加溫。在一個優選實施例中，力口熱器為兩個管狀物30，管狀物30上纏繞加熱電阻絲34。加熱電阻絲可以是鎳鉻加熱絲，也可以是鉬銠加熱絲。加熱電阻絲34從管狀物30處的延伸端經由固定管32伸出，連接電源(圖未示出)。固定管32可以是Al2O3管，也可以是其它合適的材料。電源的輸出電壓可以由控制器精確控制，從而達到精確控制待測樣品溫度的目的。在進行樣品測試時，在石英管20中央放入約2mg的樣品，樣品的兩端可以設置石英毛，以保證樣品在加熱或者通氣氛過程中的穩定性。溫度傳感器探頭直接達到與樣品接觸的位置，從而對樣品在反應過程中的溫度進行精確地測量。將該裝置及樣品放入同步輻射衍射站，將X射線以垂直於石英管的方向，對樣品進行照射，從而對樣品的衍射信號通過相應的探測器進行收集。本領域的技術人員可以理解，本實用新型可以不限於應用於同步輻射下的材料研究，其它需要對樣品進行衍射光譜分析而同時需對溫度或其他參數進行控制的研究工作都可以適用。以上雖然描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本實用新型的保護範圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本實用新型的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護範圍。權利要求1.ー種納米材料測試裝置，其特徵在於所述裝置包括ー個石英管，所述石英管兩端各由ー個固定架固定並密封，石英管旁設置加熱部件，石英管內部設置溫度傳感器。
2.如權利要求I所述的測試裝置，其特徵在於，所述加熱部件為ー對管狀物，其上纏繞電阻加熱絲。
3.如權利要求2所述的測試裝置，其特徵在於，所述電阻加熱絲在所述管狀物以外的部分經由Al2O3管伸出並連接電源。
4.如權利要求3所述的測試裝置，其特徵在於，所述電阻加熱絲是鎳鉻加熱絲。
5.如權利要求3所述的測試裝置，其特徵在於，所述電阻加熱絲是鉬銠加熱絲。
6.如權利要求I至5任一項所述的測試裝置，其特徵在於，所述固定架是不鏽鋼材料。
7.如權利要求I至5任一項所述的測試裝置，其特徵在於，所述溫度傳感器與待測樣品接觸。
8.如權利要求I至5任一項所述的測試裝置，其特徵在於，所述溫度傳感器為熱電偶傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種納米材料測試裝置，包括一個石英管，所述石英管兩端各由一個固定架固定並密封，石英管旁設置加熱部件，石英管內部設置溫度傳感器。本實用新型闡述的納米材料測試裝置使待測納米材料在高溫氣氛下，能夠精確的對其溫度和衍射光譜信號進行測量和收集，大大方便了納米材料的基礎研究工作。
文檔編號G01N23/207GK202383095SQ20112053863
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月20日 優先權日2011年12月20日
發明者何慶, 周興泰, 張興民, 文聞, 楊鐵瑩, 高梅 申請人:中國科學院上海應用物理研究所