熱容是與物質(zhì)狀態(tài)和能量性質(zhì)緊密相關(guān)的基礎(chǔ)熱力學(xué)參數(shù)，通過(guò)熱容測(cè)定能夠獲得熵、焓、吉布斯自由能等熱力學(xué)函數(shù)，還能在液氦溫區(qū)探究晶格、超導(dǎo)、磁性、相變等具有理論研究與應(yīng)用價(jià)值的科學(xué)現(xiàn)象，為相關(guān)熱力學(xué)問(wèn)題研究提供指導(dǎo)依據(jù)。絕熱量熱法是測(cè)量凝聚態(tài)物質(zhì)熱容最準(zhǔn)確、可靠的方法。
 

　　熱化學(xué)研究組長(zhǎng)期從事低溫?zé)崛萁^熱量熱技術(shù)開(kāi)發(fā)與儀器研制工作，先后在4.2-600K溫區(qū)建立了一系列精密絕熱量熱儀器(Thermochim. Acta.，1991；Thermochim. Acta.，1995；J.Therm. Anal. Calorim.，2008)。然而，這些儀器需使用液氮或液氦以獲取低溫測(cè)量環(huán)境，實(shí)驗(yàn)成本高且操作繁瑣，成為限制絕熱量熱技術(shù)發(fā)展與低溫?zé)崛菅芯康钠款i之一。
 

　　針對(duì)以上問(wèn)題，本工作利用無(wú)液氦閉循環(huán)G-M制冷機(jī)獲取液氦溫度，研制出了一臺(tái)無(wú)液氦式低溫?zé)崛萁^熱量熱儀，實(shí)現(xiàn)了無(wú)液氦環(huán)境下液氦溫區(qū)凝聚態(tài)物質(zhì)熱容精密測(cè)量。經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)熱容測(cè)量驗(yàn)證，量熱儀在4-100K溫區(qū)熱容測(cè)量精度±0.8%、準(zhǔn)確度±1.5%，為液氦溫區(qū)熱容測(cè)量與相關(guān)熱力學(xué)問(wèn)題研究提供了經(jīng)濟(jì)、便捷、可靠的量熱實(shí)驗(yàn)手段。相關(guān)研究成果以“Design and construction of a refrigerator-cooled adiabatic calorimeter for heat capacity measurement in liquid helium temperature region”為題，于近日發(fā)表在《科學(xué)儀器報(bào)告》(Review of Scientific Instruments)上。該工作第一作者為大連化物所DNL1903組羅積鵬博士。上述工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院儀器設(shè)備功能開(kāi)發(fā)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目等資助。(文/圖 羅積鵬)