用于射频谐振腔的纯铌热导率的测量

铌材料的低温热导率是反映射频超导腔热稳定性的重要参数.一套新型的低温热导率测试装置研制成功,该装置不仅可以测量纯铌材料的低温热导率,同时还能够测量铌材料的临界超导温度和铌材料的剩余电阻率(RRR).本文介绍该装置的原理以及实验结果,并对铌材料的低温热导率与剩余电阻率(RRR)进行了分析.     

低温热导率测试系统的建立和自动化

介绍我们自行研制和开发的计算机控制低温热导率自动化测试系统.低温热导率测量采用稳态纵向热流法,可使用的温度范围为4.2～300K.在该系统中我们处理了小样品低温热导率测量中一些技术问题;研制了直接数字控制(DDC)的PID温度控制器;解决了数据的计算机采集和即时处理以及实验过程控制自动化等关键技术,实现了整个测量过程的全自动化.     

液氢贮箱泡沫绝热材料闭孔率测定方法的研究

分析了泡沫绝热材料闭孔率和低温热导率的关系.描述了作者研制的测定装置.指出了目前通用的R·H·Harding方程的缺陷.根据对泡沫绝热材料微观孔结构的观测,提出了新的方程并结合试验数据比较了两方程的优劣.     

常压条件下复合多层绝热材料隔热性能研究

为研究常压环境湿度对硬质聚氨酯泡沫与多层绝热材料组合的复合多层绝热材料隔热性能的影响,常压下采用量热器法测量了该绝热材料在高、低湿度环境下的表观热导率,并通过建立多层绝热材料的常压逐层传热理论模型,分析了常压环境中复合绝热材料的隔热机理,及湿度对其隔热性能的影响。结果表明:常压条件下,环境湿度增加一倍,复合多层绝热材料的表观热导率增加约13.07%,且湿度对多层绝热材料隔热性能的削弱是其隔热性能降低的主要原因;基于干空气与凝结水/冰并联热阻的常压逐层传热模型与实验结果吻合良好,通过改进现有常压多层绝热材料的传热模型,分析了湿度对多层绝热材料隔热性能的作用机理。     

环境友好型聚氨酯泡沫低温热物性测试装备的开发

为了保护臭氧层,用于生产聚氨酯泡沫的CFC-11发泡剂已经被淘汰,新开发的环境友好型聚氨酯泡沫用于低温设计时缺乏热物理性质数据的支持。文中介绍了开发的三套实验测试系统,以对热导率、线性膨胀系数和比热容这三大热物性在从室温到低温一个宽广的制冷及低温温度区间内进行测试。测试系统采用多项措施保证低温测试所需要的真空环境及漏热问题,保证了测试的顺利进行,以期提供制冷工程设计急需的低温热物性数据,并对泡沫的生产工艺进行优化。     

软质聚氨酯泡沫塑料的低温热导率

讨论了软质聚氨酯泡沫塑料对流判据的低温传热机理.根据软质聚氨酯泡沫塑料结构简图,将各种参数和低温数据带入对流判据公式,得到对流判据L的计算结果.计算了软质聚氨酯泡沫塑料的低温热导率.为了与计算的低温热导率比较,采用测试硬质泡沫塑料热导率的稳态热流双试样保护热板装置,测试了软质聚氨酯泡沫塑料的低温热导率,最后给出了低温热导率与温度关系曲线.根据试验,讨论了低温热导率的影响因素如温度、密度、吸水率等.     

奥氏体不锈钢低温热导率计算方法及验证

不锈钢在低温系统中应用广泛,但各种牌号的不锈钢材料在低温区间的热导率测试数据却很少。文献推荐的计算纯铁低温热导率的经验公式并不适用于不锈钢。在文献公式的基础上,提出了一种针对奥氏体不锈钢材料的低温热导率计算方法,可基于4K~20K温度区间内电阻率或热导率的单点测试数据,估算4K~300K温度区间的热导率,也可根据室温电阻率或热导率的测试数据,但计算精度比前者略低。计算方法通过了美标304、316、317、321牌号不锈钢实测数据的验证。基于该计算方法建立了奥氏体不锈钢低温热导率计算程序,估算了国产牌号1Cr18Ni9Ti不锈钢4~300K温度区间的热导率,并与文献中的测试数据进行了对比验证,相对计算误差能够满足工程设计需要。     

高密度酚醛泡沫绝热材料的低温膨胀率的测定

着重介绍了用相对比较法膨胀仪 ,在 77K～ 2 93K温度范围内测试高密度酚醛泡沫不燃绝热材料的低温热膨胀率的方法 ,给出了测试结果 ,并进行了误差分析和讨论。     

氮化铝陶瓷低温热导率的实验研究

根据轴向稳态热流法原理 ,实验研究了 Al N陶瓷的低温热导率 ,为高温超导制冷机直接冷却提供了必要的实验数据。 Al N的热导率在 30～ 170 K之间 ,随温度的升高而增大 ,在 10 0 K时达到 5 8.36 W/ (m· K)。根据平均自由程理论 ,对影响氮化铝陶瓷热导率的微观因素进行了分析 ,影响本次测试氮化铝样品低温热导率的主要因素为声子与缺陷之间的散射。     

基于TDTR方法的碳化硅低温导热性能实验研究

低温条件下碳化硅等半导体材料热导率的实验研究极少,数据匮乏,无法满足理论模型的优化需求。现有实验测量以接触式的稳态法导热系数测量为主,实验误差大,且低温测量成本过高。本文通过常规飞秒激光抽运探测热反射法与低温系统的有机结合,完成了4~300 K低温条件下单晶碳化硅热导率的测试及其随温度的变化规律,研究表明单晶碳化硅热导率在100 K左右存在极大值,温度低于100 K时其热导率与温度呈正相关,温度高于100 K时其热导率与温度呈负相关。极值点的位置与理论值的偏差可能是由于样品电子浓度、缺陷分布等因素影响。