【摘 要】
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由于工业生产和科学技术的不断发展,科学研究者对固体材料的热力学性质越来越深入,尤其是近年来航空航天领域技术的兴起,使得量热技术在二十一世纪得以较快的发展,因此需要一种准确可靠的量热手段来评估固体材料在高温下的焓值、比热等热力学性质。量热仪器的研发在我国起步较晚。近年来,国内已有部分实验室建立了技术较为成熟的量热仪,温度范围以80-400K和400-600K居多,并开展了一些热力学的研究工作,但这些
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由于工业生产和科学技术的不断发展,科学研究者对固体材料的热力学性质越来越深入,尤其是近年来航空航天领域技术的兴起,使得量热技术在二十一世纪得以较快的发展,因此需要一种准确可靠的量热手段来评估固体材料在高温下的焓值、比热等热力学性质。量热仪器的研发在我国起步较晚。近年来,国内已有部分实验室建立了技术较为成熟的量热仪,温度范围以80-400K和400-600K居多,并开展了一些热力学的研究工作,但这些量热仪的测量方法和结构限制了该仪器的工作温度,致使材料测量的温度达到上限,这样的温度上限难以得出材料在600K以上的热力学性质,导致国内科研人员对高温材料的研究受到限制。因此,我国对高温量热仪器的开发就显得越为重要。然而在国内,开发高温量热仪器的实验室数量较少,与发达国家比较,差之甚远。根据我国量热仪器研发的现状及趋势,开发高温量热仪器,将为推进我国在材料热力学理论的研究提供有力的数据支持。针对以上问题,本论文开发了一种用于测量固体材料高温比热的量热仪,描述了该仪器装置的结构、控制电路和测量方法,分析了用该仪器所测量的实验数据。该仪器采用落入式自动绝热混合量热法,在此基础上对高温条件下的固体材料进行测量。并对量热标准物质α-Al2O3在400-1100K的高温温区下进行焓值和比热的测量,根据实验测量结果进行数据拟合,得到比热的经验公式,将测量值和美国国家标准局提供的标准值进行比较。结果表明:本装置的精确度为1%,准确度为±1.5%。根据开发的高温量热仪对其他固体材料(304不锈钢、In625镍基合金、储热材料二元熔融盐)的比热和焓值进行测量。通过拟合公式求得该3种材料在470-1100K的焓值和比热数据,为以后的实验和科研提供参考。
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