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原文传递高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定装置、方法及模具

专利名称：	高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定装置、方法及模具
摘要：	本发明属于一种高水平放射性废物地质处置技术领域，具体涉及一种高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定装置、方法及模具，该装置包括底板，位于底板一侧上的若干根螺杆，若干根螺杆中央设有两个试样环，试样环之间设有探头，螺杆上部设有上压板，探头、垫片固定在探头固定架上；该方法包括：制备缓冲材料样品的原料，制备缓冲材料样品，将试样环以及缓冲材料样品安装在缓冲材料导热系数测定装置上；将上安装有试样环和缓冲材料样品的缓冲材料导热系数测定装置放置在烘箱，测定出缓冲材料样品的导热系数。本发明的方法及装置解决缓冲材料在高温高湿条件下无法准确测定导热系数的问题，突破制约缓冲材料热学性质研究及概念设计的瓶颈问题。
专利类型：	发明专利
申请人：	核工业北京地质研究院
发明人：	陈亮;谢敬礼;王驹;刘月妙;靳超
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T17:00:00+0805
申请号：	CN201911390203.5
公开号：	CN111024755A
代理机构：	核工业专利中心
代理人：	闫兆梅
分类号：	G01N25/20;G01N1/36;G01N1/38;G;G01;G01N;G01N25;G01N1;G01N25/20;G01N1/36;G01N1/38
申请人地址：	100029 北京市朝阳区小关东里十号院
主权项：	1.一种高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定装置，其特征在于：该装置包括底板(1)，位于底板(1)一侧上的若干根螺杆(2)，若干根螺杆(2)中央设有两个上下相对布置的试样环(A)，两个样环A之间设有探头(6)，螺杆(2)上部设有用于压紧两个试样环(A)和探头(6)的上压板(5)，探头(6)固定在位于底板(1)另一侧的探头固定架(7)上，探头固定架(7)上设有用于固定探头(6)的压片(8)，探头(6)上设有探头引线(10)，探头固定架(7)上设用于固定探头引线(10)的垫片(9)。 2.根据权利要求1所述的一种高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定装置，其特征在于：所述的试样环(A)由试样环底座(A1)和与其固定连接的试样环腔体(A2)组成。 3.根据权利要求2所述的一种高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定装置，其特征在于：所述的试样环(A)内设有待测缓冲材料样品(B)，待测缓冲材料样品(B)上表面与试样环腔体(A2)上表面平齐；两个完全相同的内部安装有测缓冲材料样品(B)的试样环(A)相对放置，即位于上部的试样环(A)的试样环腔体(A2)朝下，位于下部的试样环(A)的试样环腔体(A2)朝上。 4.根据权利要求3所述的一种高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定装置，其特征在于：所述的两个试样环(A)之间设有硅胶密封圈(3)和聚酰亚胺薄膜(4)，硅胶密封圈(3)覆盖在试样环(A)的试样环腔体(A2)表面，聚酰亚胺薄膜(4)覆盖在待测缓冲材料样品(B)表面。 5.根据权利要求4所述的一种高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定装置，其特征在于：所述的探头固定架(7)的高度与试样环(A)的高度一致。 6.根据权利要求5所述的一种高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定装置，其特征在于：所述的探头(6)与待测缓冲材料样品(B)表面放置的聚酰亚胺薄膜(4)接触，且探头(6)中心点与待测缓冲材料样品(B)中心重合。 7.根据权利要求6所述的一种高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定装置，其特征在于：所述的螺杆(2)为四根，试样环(A)位于四根螺杆(2)中央，且试样环(A)底部与底板(1)接触。 8.根据权利要求7所述的一种高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定装置，其特征在于：所述的四根螺杆(2)上端设有上压板(5)，上压板(5)设有能使其沿螺杆(2)上下移动的四个光孔。 9.一种用于制备权利要求1至8中任一项所述的缓冲材料样品(B)的压实模具，其特征在于：该模具包括试样环(A)、连接环(C)、压实桶(D)和活塞(E)，试样环(A)顶部依次放置连接环(C)和盛有缓冲材料原料的压实桶(D)，活塞(E)插在压实桶(D)内。 10.一种采用权利要求8或9所述的装置进行高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定的方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：步骤1，制备缓冲材料样品(B)的原料；步骤2，采用压实模具制备缓冲材料样品(B)，压实模具包括试样环(A)、连接环(C)、压实桶(D)和活塞(E)；步骤3，将上述步骤4中的压实模具中的试样环(A)以及缓冲材料样品(B)安装在缓冲材料导热系数测定装置上；步骤4，将上述步骤3中安装有试样环(A)和缓冲材料样品(B)的缓冲材料导热系数测定装置放置在烘箱，测定出缓冲材料样品(B)的导热系数。 11.根据权利要求10所述的一种高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定的方法，其特征在于：所述的步骤1的具体步骤如下：步骤1.1，将缓冲材料基材和添加剂烘干至恒重；步骤1.2，将缓冲材料基材和添加剂两者混合并充分搅拌均匀；步骤1.3，用将水分均匀加入上述步骤1.2混合后缓冲材料基材和添加剂材料中并搅拌均匀；步骤1.4，将上述步骤1.3中的混合材料放入密封得到缓冲材料样品(B)的原料；步骤1.5，取少量上述步骤1.4中的原料放入烘箱中烘干，测定原料的实际含水量和平均含水量。 12.根据权利要求11所述的一种高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定的方法，其特征在于：所述的步骤2的具体步骤如下：步骤2.1，称取上述步骤1.4中的原料；步骤2.2，组装压实模具，将试样环底座(A1)和试样环腔体(A2)固定连接，在试样环(A)上依次安装连接环(C)和压实桶(D)；将称重后的缓冲材料原料倒入压实桶(D)中，活塞(E)插入压实桶(D)；步骤2.3，将活塞(E)压入压实桶(D)，缓冲材料完全压实后缓冲材料样品(B)的上表面与试样环腔体(A2)的上沿平齐；步骤2.4，从压实桶(D)中推出活塞(E)，从连接环(C)中拿出压实桶(D)，去掉连接环(C)，缓冲材料样品(B)在试样环(A)中一起密封保存；以同样的步骤分别使用两个试样环(A)制备两个相同的缓冲材料样品(B)。 13.根据权利要求12所述的一种高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定的方法，其特征在于：所述的步骤3的具体步骤如下：将一个试样环(A)及缓冲材料样品(B)放置在底板(1)上，缓冲材料样品(B)上表面朝上，在试样环腔体(A2)上表面放置硅胶密封圈(3)；在缓冲材料样品(B)上表面放置与其直径相同的聚酰亚胺薄膜(4)；步骤3.2，使用压片(8)将探头(6)固定在探头固定架(7)上，使用垫片(9)固定探头引线(10)，探头(6)中心点与缓冲材料样品(B)中心重合；步骤3.3，在探头(6)上侧放置第二片硅胶密封圈(3)和聚酰亚胺薄膜(4)。步骤3.4，将第二个试样环(A)及缓冲材料样品(B)放置在第一个上侧，缓冲材料样品(B)上表面朝下，两个试样环(A)的边缘对齐；步骤3.5，将上压板(5)套入螺杆(2)，接触第二个试样环(A)，将上压板(5)拧紧，从而使两个试样环(A)及缓冲材料样品(B)紧密接触。 14.根据权利要求13所述的一种高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定的方法，其特征在于：所述的步骤4的具体步骤如下：步骤4.1，将上述步骤3.5中安装有试样环(A)和缓冲材料样品(B)的缓冲材料导热系数测定装置整体放入烘箱中，探头引线(10)通过引线孔穿出烘箱；步骤4.2，设定烘箱的温度至目标温度并保持足够长时间，使整个试样的温度达到目标值；步骤4.3，探头(6)通过探头引线(10)探测出缓冲材料样品(B)的温度变化与时间的函数关系，通过瞬态平面热源法，计算出缓冲材料样品(B)的导热系数。 15.根据权利要求14所述的一种高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定的方法，其特征在于：该方法还进一步包括步骤5装置拆除及缓冲材料样品(B)的含水量测定。 16.根据权利要求15所述的一种高温高湿条件下缓冲材料导热系数测定的方法，其特征在于：所述的步骤5的具体步骤如下：步骤5.1，将烘箱的温度降至室温，将安装有试样环(A)和缓冲材料样品(B)的缓冲材料导热系数测定装置移除烘箱，并拆除试样环(A)；步骤5.2，将试样环(A)的试样环底座(A1)从试样环腔体(A2)上拆除，使用活塞(E)将缓冲材料样品(B)从试样环腔体(A2)中推出；步骤5.3，测定缓冲材料样品(B)的含水量，并与原料的含水量比较。
所属类别：	发明专利