大连化物所研制出无液氦式绝热量热仪 实现4-100K热容精密测量
- 2024-03-26 09:50:44157
热容是与物质状态和能量性质紧密相关的基础热力学参数,通过热容测定能够获得熵、焓、吉布斯自由能等热力学函数,还能在液氦温区探究晶格、超导、磁性、相变等具有理论研究与应用价值的科学现象,为相关热力学问题研究提供指导依据。绝热量热法是测量凝聚态物质热容最准确、可靠的方法。
热化学研究组长期从事低温热容绝热量热技术开发与仪器研制工作,先后在4.2-600K温区建立了一系列精密绝热量热仪器(Thermochim. Acta.,1991;Thermochim. Acta.,1995;J.Therm. Anal. Calorim.,2008)。然而,这些仪器需使用液氮或液氦以获取低温测量环境,实验成本高且操作繁琐,成为限制绝热量热技术发展与低温热容研究的瓶颈之一。
针对以上问题,本工作利用无液氦闭循环G-M制冷机获取液氦温度,研制出了一台无液氦式低温热容绝热量热仪,实现了无液氦环境下液氦温区凝聚态物质热容精密测量。经标准物质热容测量验证,量热仪在4-100K温区热容测量精度±0.8%、准确度±1.5%,为液氦温区热容测量与相关热力学问题研究提供了经济、便捷、可靠的量热实验手段。相关研究成果以“Design and construction of a refrigerator-cooled adiabatic calorimeter for heat capacity measurement in liquid helium temperature region”为题,于近日发表在《科学仪器报告》(Review of Scientific Instruments)上。该工作第一作者为大连化物所DNL1903组罗积鹏博士。上述工作得到国家自然科学基金、中国科学院仪器设备功能开发技术创新项目等资助。(文/图 罗积鹏)