JTFS-3000A脈沖電閃蒸反應(yīng)器

關(guān)鍵詞：閃蒸，焦耳熱，電容，電壓電流

背景：

1840年，英國物理學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)電流通過導(dǎo)體時(shí)可以產(chǎn)生熱量，這種熱量稱為焦耳熱。近年來，馬里蘭大學(xué)胡良兵教授提出了快速焦耳熱并應(yīng)用于納米材料制備，制備了高熵合金、穩(wěn)定單原子、高性能催化劑等一系列新材料[Nature，605，470(2022)；Science，359，1489(2018)；Nature Nanotechnology，14，851(2019)]。2020年，Rice大學(xué)James Tour教授用電容組在實(shí)驗(yàn)室中提供大電流大功率放電，開發(fā)出閃蒸焦耳熱技術(shù)，從各種低值碳粉、廢塑料、廢橡膠等制備出“白菜價(jià)”石墨烯[Nature，577，647(2020)]，并且得到一系列亞穩(wěn)相物質(zhì)，他們還用閃蒸放電從垃圾或礦石中提取貴金屬。

JTFS-3000A脈沖電閃蒸反應(yīng)器是集閃蒸焦耳熱系統(tǒng)和快速焦耳熱系統(tǒng)為-體的反應(yīng)系統(tǒng),包括兩個(gè)電源系統(tǒng)(大功率電容系統(tǒng)和恒壓電源系統(tǒng))和電壓電流溫度實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)。該設(shè)備即可做粉末焦耳閃蒸試驗(yàn)，也可以做薄膜和塊體的焦耳閃蒸試驗(yàn)，是高等院校和實(shí)驗(yàn)室重要設(shè)備。

主要功能有:

1.電容脈沖放電焦耳熱:電容容量為905mF(18mF*5),最高電壓為300V,最大電流600A,可循環(huán)多次進(jìn)行自動(dòng)電容充電和放電實(shí)現(xiàn)焦耳熱升溫

2.恒壓脈沖放電焦耳熱:使用36V83A的3000W的恒壓電源，可循環(huán)多次進(jìn)行恒壓或恒流脈沖放電實(shí)現(xiàn)

3.恒流程序升溫焦耳熱:36V83A的3000W的恒壓電源,可預(yù)設(shè)四段

溫度，進(jìn)行升溫和保溫,實(shí)現(xiàn)快速焦耳熱程序升溫;

4.電壓電流實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng):每秒可達(dá)1000次采樣;

5.溫度實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng):量程為400-3600C,每秒可達(dá)1000次采樣

6.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在電腦中直接顯示和保存

一、    電閃蒸反應(yīng)器的原理

1840年，焦耳發(fā)現(xiàn)電流流過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量，稱為焦耳熱。

熱量Q正比于電阻R

電流平方I2

時(shí)間t

二、主要技術(shù)參數(shù)：

電源電壓：220V

總功率：3500W

夾具：管式粉末夾具+平板薄膜夾具

電容容量：90士5mF(18mF*5)

電容電壓：10~300V

電容電流：0~600A

恒壓電源：3000W (36V83A)

升溫溫度：400~3600°C (紅外探頭)

最高溫度：3600°C

升溫速率: 最快~105°C/s

降溫速率: 最快~103°C/ s

控溫段數(shù): 4段

工作時(shí)長: 0.01~999秒

采樣頻率: 1ms~1s