史全研究员团队研制出无液氦式绝热量热仪 实现4-100K热容精密测量

real

近日，我所氢能与先进材料研究部热化学研究组（DNL1903组）史全研究员团队在低温量热仪器研制方面取得新进展，研制了一台Gifford-MacMahon（G-M）式制冷绝热量热仪，实现了无液氦环境下4-100K温区凝聚态物质热容精密测量。
        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。该工作第一作者为我所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）
        文章链接：https://doi.org/10.1063/5.0159807
          文章来源：大连化物所
       史全，男，博士，研究员，热化学研究组（DNL19T1）组长。1979年出生，山东德州人。2002年7月毕业于山东曲阜师范大学，2008年7月于中国科学院大连化学物理研究所获得物理化学博士学位，2008年11月至2012年8月在美国杨伯翰大学（Brigham Young University）从事博士后研究，2012年9月至2014年1月在美国犹他大学（The University of Utah）工作学习，2014年1月起受聘于中国科学院大连化学物理研究所担任热化学研究组组长，2015年11月获得中国科学院“百人计划”择优支持，2015年12月被聘为研究员。