燃烧热实验载料组合装置的制作方法

本实用新型涉及物理化学实验仪器领域，特别涉及一种燃烧热实验载料组合装置。

背景技术：

燃烧热测定实验，即测定1mol纯物质完全燃烧时所放出的热量，是大学物理化学实验中的重要内容之一，也是科研和工业测定的重要手段，其整个实验过程对实验数据和测量结果的精度和准确度要求较高。

在实验教学过程中，对物质燃烧热的测定通常是采用氧弹燃烧量热测定方法，即将待测物质(主要为苯甲酸或萘等)压制呈片状样品，放入氧弹坩埚内，然后将一根引燃丝中段螺旋部紧贴在样品表面，两端固定在两电极上，旋紧氧弹盖，用万用电表检查两电极是否通路；若通路，则可充氧气，然后将氧弹放置到环境恒温式氧弹量热计内筒中，测量样品燃烧所产生的热量。该方法虽然可以对苯甲酸、萘等有机物的燃烧热进行测定，但却往往难以满足该实验过程对实验数据和测量结果精度和准确度的高要求，从而存在实验成功率低、实验时间长以及实验测量数据精度得不到保证等各种问题。

在导致燃烧热测定实验产生问题的各种原因中，引燃丝与不锈钢坩埚接触导致短路是最常出现的情况之一，常见的导致引燃丝与不锈钢坩埚进行接触的情况主要包括以下几种：第一种，常用的坩埚为较深的不锈钢坩埚，并且燃烧物质如苯甲酸、萘的密度较大，压制后的样片较薄，需要将引燃丝放入到不锈钢坩埚底部才能保证中间螺线管发热段与样品表面紧密接触，但此时引燃丝悬垂部分很容易与不锈钢坩埚接触，特别是在氧弹盖与氧弹体在拧紧、移动、充排氧气、置于热量计内水桶等一系列操作过程中，引燃丝悬垂部分容易发生位移而与坩埚壁接触从而导致短路；第二种，在实验过程中，为了将避免引燃丝悬垂部分不碰到不锈钢坩埚，经常使用辅助工具(如镊子等)将其进行拉伸、弯曲，但由于不锈钢坩埚小，操作空间限制，很容易造成引燃丝扭结，从而引起自身短路，或是引燃丝局部受损，导致其在受损处提前烧断而不能引燃；第三种，因固定在电极上的引燃丝的硬度和质量均较小，则在充氧气时通常会因为高压氧气的充入将引燃丝吹动移位，进而碰到不锈钢坩埚或电极引起短路，短路后会引起通过引燃丝的电流分流，引燃丝没短路部分的电流较大会燃烧，而短路部分的电流因分流而变小从而不能燃烧。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供了一种燃烧热实验载料组合装置。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种燃烧热实验载料组合装置，包括一个燃烧皿和一个待测样品片，其中，所述燃烧皿由耐火泥或紫陶泥烧制，其下部为一个底座，上部则为一个实心座，所述实心座的顶部设有样品槽，并且所述待测样品片能够放置于所述样品槽内；而所述待测样品片呈圆盘状，并且其上表面具有一段凹槽。

本实用新型中的燃烧热实验载料组合装置通过使用耐火泥制作燃烧皿以及使用具有凸条的垫片制作带槽的待测样品片，从而使引燃丝能够与待测样品片保持稳定接触，且耐火泥或紫陶泥制作燃烧皿不是导体，由此消除了现有不锈钢燃烧皿容易与引燃丝接触而短路的缺陷，从而保证了实验的成功率。此外，待测样品的上表面设置有一段凹槽，能够使引燃丝螺线管部刚好镶嵌在凹槽中，保证了实验过程中引燃丝与待测样品和高纯氧气之间达到最佳接触面积，避免了后续实验步骤如充氧、连线等因需要搬动氧弹而出现引燃丝在样品表面错位，出现引燃丝脱离样品等各种隐患和不足，保证了实验能够顺利进行。

在一些实施方式中，所述燃烧皿由经过1000-1300℃高温烧结的耐火泥或紫陶泥制成。由此，经过高温烧结后的耐火泥或紫陶泥具有耐高温、抗骤热的优点，能够避免引燃丝与燃烧皿相接触时产生短路，此外，还可以根据实际需要选择其他合适的材料制作燃烧皿。

在一些实施方式中，所述底座呈圆柱形，其横截面直径为21mm。由此，设置了燃烧皿的底座的形状和尺寸，使其能够对燃烧皿的上部进行支撑，其中，燃烧皿的底座还具有足够的高度。

在一些实施方式中，所述实心座呈圆柱形，其横截面直径为24mm，高度则为11mm。由此，设置了实心座的整体尺寸，其横截面直径大于底座，可以放置在相应尺寸的环形架上。

在一些实施方式中，所述样品槽的顶部直径为20mm，而所述垫片的直径则小于所述样品槽的顶部直径。由此，经过带有垫片的压片机制作的待测样品也具有相应的尺寸，以能够安装到样品槽中。

在一些实施方式中，所述样品槽的底部直径为15mm，而所述样品槽的深度为4mm。由此，设置了样品槽的具体结构，其底部尺寸小于顶部，能够对待测样品片进行稳定安装。

在一些实施方式中，所述待测样品片的高度与所述样品槽的深度相等。由此，可以将样品稳定安装在样品槽中，同时，当引燃丝的螺线管部放置在待测样品的凹槽中后，在实验中引燃丝两端能够与电极平直相连，有效避免因引燃丝两端与电极之间不平直连接而导致螺线管部的两端翘起的情况发生，进而有效保证引燃丝与待测样品之间的充分接触，进一步保证实验的成功率。

在一些实施方式中，所述底座和实心座之间有一段内凹的弧形过渡部。由此，可以方便在过渡部的外部套设环形架，从而对燃烧皿进行支撑和悬挂。

在一些实施方式中，所述凹槽中能够放置引燃丝的螺线管部。由此，能够对引燃丝进行稳定地设置安装，同时保证其与待测样品和高纯氧均保持足够的接触。

在一些实施方式中，所述底座的内部设有一个圆柱形的空心部，所述空心部的直径为15mm，深度为14mm。由此，设置空心部能够在制作燃烧皿时节省大量材料，并且大幅度降低了燃烧皿本身的重量，使其能够更加灵活地进行安装和拆卸。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的燃烧热实验载料组合装置的燃烧皿的剖面结构图；

图2为形成图1所示燃烧热实验载料组合装置制备待测样品片的垫片的结构示意图；

图3为图1所示燃烧热实验载料组合装置的待测样品片的结构示意图；

图4为图1所示燃烧皿在放置待测样品片后的示意图；

图5为本实用新型另一实施方式的燃烧热实验载料组合装置的燃烧皿的剖面结构图。

图中：燃烧皿1，垫片2，待测样品片3，环形架4，引燃丝5，底座11，实心座12，样品槽13，空心部14，弧形过渡部15，凸条21，凹槽31。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的燃烧热实验载料组合装置的燃烧皿的剖面结构，图2显示了图1中的燃烧热实验载料组合装置的垫片的结构，图3显示了待测样品片的结构示意图；图4则显示了将垫片制作成的待测样品片放置在燃烧皿上的结构。如图1-4所示，该组合装置包括一个燃烧皿1和一个待测样品片3，其中，待测样品片3是通过使用一个装有垫片2的压片机加工制成的，将待测样品片3放置在燃烧皿1中，并配合引燃丝5等部件共同组成实验装置，以进行燃烧热实验，因此，燃烧皿1、垫片2以及待测样品片3之间至少在尺寸上存在必须对应的关系。

燃烧皿1的下部为一个底座11，上部则为一个实心座12，其中，底座11和实心座12均呈圆柱形，并且底座11的尺寸小于实心座12。优选地，底座11的横截面直径为21mm，并且需要有足够的高度以保证燃烧皿1的稳定性，而实心座12的横截面直径为24mm，高度为11mm，并且在底座11和实心座12之间设置有一段内凹的弧形过渡部15。而在对燃烧皿1进行安装时，可以将其安装到一个水平设置的环形架4上，环形架4的尺寸大于底座11而小于实心座12，则可以从过渡部对燃烧皿1进行支撑，并使底座11悬空。

在实心座12的顶部设有样品槽13，其中，样品槽13的截面为圆形，并且其顶部尺寸和垫片2的尺寸一致，并且大于底部尺寸。优选地，样品槽13的顶部直径为20mm，底部直径为15mm，而样品槽13的深度为4mm。其中，垫片2的直径小于样品槽13的顶部直径，则通过垫片2制成的待测样品片3的尺寸也小于样品槽13的顶部直径，则其能够顺利放置到样品槽13中。

燃烧皿1由耐高温的耐火泥或紫陶泥制成，因此即使与引燃丝进行接触也不会发生短路。优选地，燃烧皿1可以选择使用经过1000-1300℃高温烧结的紫耐火泥或陶泥制成，其具有耐高温、抗骤热和强度较高等特点。

垫片2大致呈圆盘状，其上表面形成一端凸出的凸条21，凸条21呈长条形，并且其侧面为弧形，凸条21位于垫片2的表面中央，而其长度小于垫片2的直径，即凸条21并没有从侧面贯穿垫片2。而在使用垫片2配合相应的压片机制作待测样品片3时，由于而由于垫片2上设有凸条21，则在样品的表面形成有凹槽31。优选地，待测样品片3的高度等于样品槽13的深度，则在将待测样品片3安装到燃烧皿1的样品槽13中时，待测样品片3的高度与样品槽13的外部齐平，可以方便地将引燃丝5的螺旋管部装入到其凹槽31中，螺线管部的直径一般为3mm。

图5示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的燃烧热实验载料组合装置的燃烧皿的剖面结构。如图5所示，该实施方式中的燃烧皿1的其他部位与上一实施方式相同，仅在其燃烧皿1的底座11的内部进行挖空，形成一个空心部14。优选地，空心部14呈圆柱形，其直径为15mm，深度为14mm，并且不与样品槽13相连通。空心部14的存在一方面可以在制作燃烧皿1时节省大量材料，节省了生产制造的成本，另一方面大幅度降低了燃烧皿1本身的重量，使其安装和拆卸等工作更加方便灵活。

本实用新型中的燃烧热实验载料组合装置通过使用耐火泥或紫陶泥制作燃烧皿以及使用具有凸条的垫片制作带槽的待测样品片，从而使引燃丝能够与待测样品片保持稳定接触，且耐火泥或紫陶泥制作燃烧皿非导体，消除了现有不锈钢燃烧皿易与引燃丝接触而短路的缺陷，从而保证了实验的成功率。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。