CN113390917A - 换样便捷且耐高温的熔断电极 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及量热装置领域，具体地说是一种换样便捷且耐高温的熔断电极，包括电极壳体、电极丝、热电偶、熔断丝和样品池，两根电极丝贯穿所述电极壳体且下端均形成电极钩，熔断丝两端分别挂接于对应侧的电极钩上，样品池挂接于所述熔断丝上，热电偶贯穿所述电极壳体且下端插入所述样品池中，所述电极壳体上端设有电极塞。本发明不仅样品更换便捷，具备耐高温性，并且炉内温度恒定时可随时将熔断丝熔断，方便落样。
Description
技术领域
本发明涉及量热装置领域，具体地说是一种换样便捷且耐高温的熔断电极。
背景技术
热容是物质体系内部晶格、电子等运动形式能量贡献的总和，是物质的一个基础热物性参数。通过热容的精确测定，能够获得物质焓、熵、Gibbs自由能等基础热力学数据，了解物质结构和相变，也是得到物质微观结构的晶格振动、电子能级跃迁及理解超导现象、磁性作用机理、结构畸变的一种方法。因此，获取物质高温热容的准确数据对发掘、设计新材料，优化材料的制备工艺，推动物质科学的认识和发展具有重要意义。
落入式量热是测定物质高温下的热容最准确、最可靠的方法之一，然而其测试耗时较长、温度高、换样麻烦、落样不方便、操作者需具备一定专业知识等不足限制了它的发展和使用，故而开发操控简洁、换样方便、性能稳定、工作温区高且宽、精确度高的落入式量热装置尤为重要，而其中最关键环节之一在于样品池落入方法和结构的优化，以使其既拥有较好的稳定性，又能实现样品池的快速落样及方便地更换，同时保证熔断电极在高温环境下的长时间的重复使用。
现有技术中，在落入式高温量热学研究领域代表性的高温量热系统包括冰量热计、水量热计和铜块量热计。然而，这几种落入式高温量热装置的样品池都依靠简单的不锈钢柱作为熔断电极的，因此操作复杂，且高温下重复性、可靠性较差，不利于较高温度环境下控制样品池落入的时间，致使热漏较大，影响仪器精度。同时，这三种量热装置的熔断电极最高温度都不超过1000K，严重影响其应用。
因此，迫切需要开发一种结构紧凑、性能优异、设计新颖、高温区的熔断电极，以满足当高温物质热容性质研究的迫切需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种换样便捷且耐高温的熔断电极，不仅样品更换便捷，具备耐高温性，并且炉内温度恒定时可随时将熔断丝熔断，方便落样。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种换样便捷且耐高温的熔断电极，包括电极壳体、电极丝、热电偶、熔断丝和样品池，两根电极丝贯穿所述电极壳体且下端均形成电极钩，熔断丝两端分别挂接于对应侧的电极钩上，样品池挂接于所述熔断丝上，热电偶贯穿所述电极壳体且下端插入所述样品池中，所述电极壳体上端设有电极塞。
所述电极壳体包括电极塞和电极棒，其中电极塞上侧设有电极帽，电极塞中部设有通孔，且电极棒上端嵌入所述通孔中，电极棒内设有电极孔，且电极丝和热电偶分别沿着对应的电极孔贯穿所述电极棒。
所述样品池上端设有样品池挂环，且所述熔断丝穿过所述样品池挂环。
所述熔断丝两端分别形成圆环状挂接于对应侧的电极钩上。
两根电极丝对称设置，且所述电极丝上端设有电极丝折弯部，所述电极丝下端的电极钩呈半圆状弯曲，并且所述电极丝除上端的电极丝折弯部和下端的电极钩外，其余部分外侧均包裹陶瓷管。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明采用熔断丝将电极丝和样品池挂接的方式，使炉内样品池的更换更为简单快捷，并且可使热电偶能测量出样品池的实时温度，可操控性更为灵活。
2、本发明电极壳体上端的电极塞和电极帽配合使用，可有效堵住管式高温炉的炉口，可防止炉内大量的热漏，并且由于电极塞的低导热系数，可保持炉内向外的低热量传导，大大减少炉内热量的损失，从而使得电极和样品池可在1500K高温环境下进行熔断落样工作，另外电极丝和熔断丝的材质使其可以在高温环境下正常工作，且可以在任何时候进行熔断丝熔断。
3、本发明组合简单且方便地装卸，避免了样品池与高温炉内其他装置部件的直接接触，并且清理后可重复使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，
图2为图1中的A处放大图，
图3为图1中的电极壳体立体示意图。
其中，1为电极壳体，101为电极帽，102为电极塞，103为电极棒，104为电极孔，2为电极丝，201为电极丝折弯部，202为电极钩，3为热电偶，4为熔断丝，5为样品池，501为样品池挂环。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～3所示，本发明包括电极壳体1、电极丝2、热电偶3、熔断丝4和样品池5，两根电极丝2贯穿所述电极壳体1且下端均形成电极钩202，熔断丝4两端分别挂接于对应侧的电极钩202上，样品池5挂接于所述熔断丝4上，热电偶3贯穿所述电极壳体1且下端插入所述样品池5中，所述电极壳体1上端设有电极塞102。
如图1和图3所示，所述电极壳体1包括电极塞102和电极棒103，其中所述电极塞102上侧设有电极帽101，所述电极塞102中部设有通孔用于嵌入电极棒103上端，所述电极棒103内设有三个电极孔104，且两根电极丝2以及所述热电偶3分别沿着对应的电极孔104由上至下贯穿所述电极棒103。
本实施例中，所述电极塞102以及上侧的电极帽101一体制成，其材质为泡沫氧化铝与硅酸铝的共混物，具备耐高温、导热率低、化学性质稳定、易车制等性质。所述电极棒103由纯度为99％以上的氧化铝陶瓷材料制成。
本实施例中，所述电极塞102的电极帽101部分高20～30mm，外径40～50mm，所述电极塞102的其余部分高20～30mm，外径20～30mm，所述电极塞102中部供电极棒103上端嵌入的通孔直径为10～15mm，所述电极棒103长度为250～350mm，各个电极孔104的孔径为0.5～1.5mm，相邻电极孔104之间的中心距离为1.5～3.5mm。
如图2所示，所述样品池5上端设有样品池挂环501，所述熔断丝4穿过所述样品池挂环501，且所述熔断丝4两端分别折成圆环状挂接于对应侧电极丝2下端的电极钩202上。
本实施例中，所述样品池5为镍基合金材料制成的瓶状体，其高40～60mm，所述样品池5顶部的样品池挂环501和瓶体相同材料，其线径0.5～1.5mm，内径2～5mm。
如图1～2所示，两根电极丝2对称设置，其中为方便连接，所述电极丝2上端呈直角折弯形成电极丝折弯部201，所述电极丝2下端的电极钩202呈半圆状弯曲，并且所述电极丝2除上端的电极丝折弯部201和下端的电极钩202外，其余部分外侧均包裹陶瓷管。
本实施例中，所述电极丝2为镍基合金材料制成的钢丝状，其线径0.5～1.5mm，长度500～600mm，其中电极丝折弯部201长度为50～100mm，电极钩202弯曲直径为5～15mm。
本实施例中，所述熔断丝4为纯度99.9％的镍丝制成，所述熔断丝4线径0.1～0.5mm，长50～150mm，熔断丝4两端折弯拧成的圆环直径2～5mm。
所述热电偶3为本领域公知技术。
本发明的工作原理为：
(1)用无水乙醇清洗样品池5内外各三次，再用去离子水洗涤三次；
(2)将样品池5各个部件干燥、烘干，冷却至室温后，称重三次取平均值；
(3)将样品装入样品池5中称重3次取平均值；
(4)将熔断丝4穿过样品池5顶部的样品池挂环501；
(5)将熔断丝4两端折成圆环并分别套在对应侧的电极钩202上,实现悬挂样品池5；
(6)将本发明整体垂直于水平面，使样品池5正好悬挂在熔断丝4中间的位置，这时热电偶3的下端探头正好与样品池5的侧面紧贴；
(7)将本发明提起并缓缓放入落入式高温量热仪的管式高温炉中；
(8)将电极塞102塞入炉口，且电极帽101及以上部分露出，并且电极帽101将炉口完全盖住保证密封；
(9)将连接直流电源的电极夹分别夹在对应电极丝2上端的电极丝折弯部201处，不分正负极，连接热电偶3上端到测试仪器端；
(10)打开管式高温炉开始测试，当温度达到设定值时，控制系统接通直流电源，使熔断丝4熔断，样品池5下落；
(11)待落样结束后，关闭管式高温，打开并取走两个电极夹，断开热电偶3与测试仪器的连接端，再用烧瓶夹取出本发明；
(12)待冷却室温后，清理电极钩202上留下的残丝，可下次继续使用。
Claims (5)
1.一种换样便捷且耐高温的熔断电极，其特征在于：包括电极壳体(1)、电极丝(2)、热电偶(3)、熔断丝(4)和样品池(5)，两根电极丝(2)贯穿所述电极壳体(1)且下端均形成电极钩(202)，熔断丝(4)两端分别挂接于对应侧的电极钩(202)上，样品池(5)挂接于所述熔断丝(4)上，热电偶(3)贯穿所述电极壳体(1)且下端插入所述样品池(5)中，所述电极壳体(1)上端设有电极塞(102)。
2.根据权利要求1所述的换样便捷且耐高温的熔断电极，其特征在于：所述电极壳体(1)包括电极塞(102)和电极棒(103)，其中电极塞(102)上侧设有电极帽(101)，电极塞(102)中部设有通孔，且电极棒(103)上端嵌入所述通孔中，电极棒(103)内设有电极孔(104)，且电极丝(2)和热电偶(3)分别沿着对应的电极孔(104)贯穿所述电极棒(103)。
3.根据权利要求1所述的换样便捷且耐高温的熔断电极，其特征在于：所述样品池(5)上端设有样品池挂环(501)，且所述熔断丝(4)穿过所述样品池挂环(501)。
4.根据权利要求1所述的换样便捷且耐高温的熔断电极，其特征在于：所述熔断丝(4)两端分别形成圆环状挂接于对应侧的电极钩(202)上。
5.根据权利要求1所述的换样便捷且耐高温的熔断电极，其特征在于：两根电极丝(2)对称设置，且所述电极丝(2)上端设有电极丝折弯部(201)，所述电极丝(2)下端的电极钩(202)呈半圆状弯曲，并且所述电极丝(2)除上端的电极丝折弯部(201)和下端的电极钩(202)外，其余部分外侧均包裹陶瓷管。
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