一种基于物理吸附仪测试材料真密度的装置和方法

专利主权项内容

1.一种基于物理吸附仪测试材料真密度的装置，包括吸附仪真空系统(1)、歧管系统(2)、歧管系统连接阀(3)、样品管连接口(4)、样品管(5)、杜瓦瓶盖子(6)、填充棒(7)、液氮(8)、样品(9)、样品管样品室(10)、P0管(11)和杜瓦瓶(12)，其特征在于：装有填充棒(7)和样品(9)的样品管(5)通过样品管连接口(4)与吸附仪真空系统(1)连接，盖上杜瓦瓶盖子(6)，所述的样品管样品室(10)为底端封闭的圆柱形结构，容纳更多的样品；在室温下通过歧管系统连接阀(3)的打开与关闭向样品管中加入一定量的氦气，通过压力传感器测量在加入氦气前后的压力变化来得到热自由空间体积；将装有液氮(8)的杜瓦瓶(12)升至指定的高度，使样品管的样品室完全浸没在液氮液面以下；平衡后，通过歧管系统连接阀(3)的打开与关闭向样品管中加入一定量的氦气，通过压力传感器测量在加入氦气前后的压力变化来得到冷自由空间体积；实验时通过测量在室温下向样品管中填充氦气前后的压力变化得到的体积称为热自由空间体积，用V表示，测得的V用以下方程(1)表示：FWFW上式中，V为热自由空间的体积，单位为标准条件下的体积cm；FW3V下歧管体积，单位为cm；LOW3T为将氦气加入到样品管前的歧管系统的温度，单位为K；1T为标准温度，为273.13K；STDP为将氦气加入到样品管前的歧管系统的压力，单位为mmHg；1P将氦气加入到样品管后的歧管系统的压力，单位为mmHg；2在实验过程中，当液氮杜瓦瓶上升到指定的位置后，样品管底部被浸泡在液氮环境中，此时根据填充氦气前后的压力变化来得到冷自由空间的体积，用以下方程(2)表示：上式中，V为冷自由空间的体积，单位为标准条件下的体积cm；FC3T为杜瓦瓶上升到指定的位置后并填充氦气直至达到平衡后的歧管系统的温度，单位为K；2P为杜瓦瓶上升到指定的位置后并填充氦气直至达到平衡后的样品管的压力，单位为mmHg；3在以上两个方程(1)和(2)中的下歧管体积V是指歧管系统连接阀(3)关闭后，与此相连的连接管与样品管的总体积；由方程(1)计算得到的V是歧管系统的体积，即歧管系统连接阀(3)至歧管系统(2)之间的空间的体积，而由方程(2)计算得到的V则是样品管和样品管与歧管连接端的体积，即歧管系统连接阀(3)至样品管(5)之间的空间的体积，实际测量得到的V通常要远低于V，根据方程(1)和方程(2)分别得到的热自由空间的体积V和冷自由空间的体积V并不是样品管分别在室温和液氮温度下的体积，根据密度公式计算得到所测样品的真密度。LOWFWFCFWFCFWFC