技术领域
[0001] 本
发明涉及材料技术领域，具体为一种有机分子光电材料
热力学性能测试方法。
背景技术
[0002] 光电材料是指用于制造各种光电设备(主要包括各种主、被动光电
传感器光信息处理和存储装置及光通信等)的材料，主要包括红外材料、激光材料、光纤材料、非线性光学材料等。光-电直接转换方式是利用
光电效应将
太阳辐射能直接转换成
电能光—电转换的基本装置就是
太阳能电池，这是其它电源无法比拟的有机光
电子材料是指用于
光电子技术的，具有
光子和电子的产生、转换和传输特性的有机材料。
[0003] 有机光电材料是指用于光电子技术的，具有光子和电子的产生、转换和传输特性的有机材料，在有机光电材料研究领域，现缺少一种能够对材料热力学性能测试的方法，传统的部分测试方法测试效率和准确性较低，难以将用不同研究方法获取的研究成果建立可靠的数据关联，研究成果对实际应用的指导作用有限。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种有机分子光电材料热力学性能测试方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种有机分子光电材料热力学性能测试方法，该有机分子光电材料热力学性能测试方法具体步骤如下：
[0006] S1：采用双酚环
氧树脂加热升温至60-65℃，搅拌15-20min降低树脂的黏度，将有机分子光电材料的纳米颗粒加入
环氧树脂中，保持
温度在60-65℃之间，通过搅拌器搅拌1h；
[0007] S2：保持温度在60-65℃之间，使用
超声波清洗器对混合溶液进行超声分散1.5-2h，以保证纳米颗粒在环氧树脂中混合均匀；
[0008] S3：待混合均匀后，将20％-25％的
固化剂与S2中得到的溶液混合，通过
超声波清洗器和搅拌器再次对溶液进行均匀混合处理，混合完成后放入防腐
真空干燥箱进行脱气1-2h，滤除混杂于溶液中的气泡；
[0009] S4：将S3中的溶液倒入模具中，放置于干燥箱，先在70-90℃条件下固化4h，待固化完全后冷却至室温，获得固化光电材料备用；
[0010] S5：采用DRL-III型真空热流法导热系数测试仪对S4中制得的固化材料进行导热系数测试，测试样品在稳定状态下，单向热流垂直流过试样，通过测试试样上下两表面的温度、
传热面积和厚度，得出环氧树脂的导热系数，导热系数公式为：
[0011] λ＝qd/(t1-t2) (1)
[0012] q为单位时间内通过单位面积所传递的热量(W/m2)，d为
单层平壁的厚度(m)，t1，t2为壁面两侧的温度(℃)；
[0013] S6：在S4中的固化光电材料样品中插入一根热线，通
过热线加热，使其温度上升，测量热线本身或与热线相隔一定距离的平板的温度随时间上升的曲线，可以得到材料的导热系数；
[0014] S7：利用
相图计算方法，建立研究体系的热力学模型，进行相平衡计算，有机光电材料的二元化学计量比相的热力学模型公式为：
[0015] Gθ＝XAoGαA+XBoGβB+△Gθ； (2)；
[0016] S8：对S4中的固化光电材料样品进行进行拉伸性能测试，温度在50-90℃之间，拉伸速率设置在2mm/min，通过
应力-应变曲线计算试样的拉伸模量，应力公式为：
[0017]
[0018] 应变公式为：
[0019]
[0020] S9：利用
量子力学第一原理，确定体系的稳定相和相结构，计算研究体系
指定成分下的弹性性能；
[0021] S10：对上述实验和计算数据进行综合分析和验证，建立研究体系的有机分子光电材料成分、相组成和弹性性能的关联。
[0022] 优选的，所述步骤S1中搅拌器采用的是HS-4磁力搅拌器，
电机转速在100-1500rpm。
[0023] 优选的，所述步骤S7中根据实验数据，优化所研究有机分子光电材料的热力学模型参数，利用所建立的热力学模型，计算有机分子光电材料成分和相应的相组成。
[0024] 优选的，所述步骤S8中采用的是TH-8000A型万能材料试验机，固化光电材料样品在测试前必须保证其测试温度下放置20-25min。
[0025] 优选的，所述步骤S9中采用应力-
能量法或应力-应变法计算有机分子光电材料的弹性常数，进而计算有机分子光电材料的单相
弹性模量，然后结合ROM、IROM、Weng模型和相图计算的相比例结果，计算多相的有机分子光电材料弹性模量。
[0026] 与
现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明严格控制该有机分子光电材料热力学性能测试方法，通过严格控制有机分子光电材料热力学性能测试数据，通过利用熔融共混法获得的有机分子光电材料固化材料进行热力学参数测试，建立有机分子光电材料从微观到宏观的材料成分-相组成-弹性性能的跨尺度关联测试，进而有的放矢地进行有机分子光电材料的材料设计，提高了有机分子光电材料有热力学性能测试效率和准确性，大大节约有机分子光电材料研发成本和研发效率，适合广泛推广。
具体实施方式
[0027] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体
实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0028] 实施例1
[0029] 一种有机分子光电材料热力学性能测试方法，该有机分子光电材料热力学性能测试方法具体步骤如下：
[0030] S1：采用双酚环氧树脂加热升温至60℃，搅拌15min降低树脂的黏度，将有机分子光电材料的纳米颗粒加入环氧树脂中，保持温度在60℃，通过搅拌器搅拌1h；
[0031] S2：保持温度在60℃，使用超声波清洗器对混合溶液进行超声分散1.5h，以保证纳米颗粒在环氧树脂中混合均匀；
[0032] S3：待混合均匀后，将20％的固化剂与S2中得到的溶液混合，通过超声波清洗器和搅拌器再次对溶液进行均匀混合处理，混合完成后放入防腐真空干燥箱进行脱气1-2h，滤除混杂于溶液中的气泡；
[0033] S4：将S3中的溶液倒入模具中，放置于干燥箱，先在70℃条件下固化4h，待固化完全后冷却至室温，获得固化光电材料备用；
[0034] S5：采用DRL-III型真空热流法导热系数测试仪对S4中制得的固化材料进行导热系数测试，测试样品在稳定状态下，单向热流垂直流过试样，通过测试试样上下两表面的温度、传热面积和厚度，得出环氧树脂的导热系数导热系数公式为：
[0035] λ＝qd/(t1-t2) (1)
[0036] q为单位时间内通过单位面积所传递的热量(W/m2)，d为单层平壁的厚度(m)，t1，t2为壁面两侧的温度(℃)；
[0037] S6：在S4中的固化光电材料样品中插入一根热线，通过热线加热，使其温度上升，测量热线本身或与热线相隔一定距离的平板的温度随时间上升的曲线，可以得到材料的导热系数；
[0038] S7：利用相图计算方法，建立研究体系的热力学模型，进行相平衡计算，有机光电材料的二元化学计量比相的热力学模型公式为：
[0039] Gθ＝XAoGαA+XBoGβB+△Gθ； (2)；
[0040] S8：对S4中的固化光电材料样品进行进行拉伸性能测试，温度在50℃，拉伸速率设置在2mm/min，通过应力-应变曲线计算试样的拉伸模量，应力公式为：
[0041]
[0042] 应变公式为：
[0043]
[0044] S9：利用量子力学第一原理，确定体系的稳定相和相结构，计算研究体系指定成分下的弹性性能；
[0045] S10：对上述实验和计算数据进行综合分析和验证，建立研究体系的有机分子光电材料成分、相组成和弹性性能的关联。
[0046] 所述步骤S1中搅拌器采用的是HS-4磁力搅拌器，电机转速在100rpm，所述步骤S7中根据实验数据，优化所研究有机分子光电材料的热力学模型参数，利用所建立的热力学模型，计算有机分子光电材料成分和相应的相组成，所述步骤S8中采用的是TH-8000A型万能材料试验机，固化光电材料样品在测试前必须保证其测试温度下放置20min，所述步骤S9中采用应力-能量法或应力-应变法计算有机分子光电材料的弹性常数，进而计算有机分子光电材料的单相弹性模量，然后结合ROM、IROM、Weng模型和相图计算的相比例结果，计算多相的有机分子光电材料弹性模量。
[0047] 实施例2
[0048] S1：采用双酚环氧树脂加热升温至63℃，搅拌17min降低树脂的黏度，将有机分子光电材料的纳米颗粒加入环氧树脂中，保持温度在63℃，通过搅拌器搅拌1h；
[0049] S2：保持温度在63℃，使用超声波清洗器对混合溶液进行超声分散1.5-2h，以保证纳米颗粒在环氧树脂中混合均匀；
[0050] S3：待混合均匀后，将23％的固化剂与S2中得到的溶液混合，通过超声波清洗器和搅拌器再次对溶液进行均匀混合处理，混合完成后放入防腐真空干燥箱进行脱气1.5h，滤除混杂于溶液中的气泡；
[0051] S4：将S3中的溶液倒入模具中，放置于干燥箱，先在80℃条件下固化4h，待固化完全后冷却至室温，获得固化光电材料备用；
[0052] S5：采用DRL-III型真空热流法导热系数测试仪对S4中制得的固化材料进行导热系数测试，测试样品在稳定状态下，单向热流垂直流过试样，通过测试试样上下两表面的温度、传热面积和厚度，得出环氧树脂的导热系数，导热系数公式为：
[0053] λ＝qd/(t1-t2) (1)
[0054] q为单位时间内通过单位面积所传递的热量(W/m2)，d为单层平壁的厚度(m)，t1，t2为壁面两侧的温度(℃)；
[0055] S6：在S4中的固化光电材料样品中插入一根热线，通过热线加热，使其温度上升，测量热线本身或与热线相隔一定距离的平板的温度随时间上升的曲线，可以得到材料的导热系数；
[0056] S7：利用相图计算方法，建立研究体系的热力学模型，进行相平衡计算，有机光电材料的二元化学计量比相的热力学模型公式为：
[0057] Gθ＝XAoGαA+XBoGβB+△Gθ； (2)；
[0058] S8：对S4中的固化光电材料样品进行进行拉伸性能测试，温度在70℃，拉伸速率设置在2mm/min，通过应力-应变曲线计算试样的拉伸模量，应力公式为：
[0059]
[0060] 应变公式为：
[0061]
[0062] S9：利用量子力学第一原理，确定体系的稳定相和相结构，计算研究体系指定成分下的弹性性能；
[0063] S10：对上述实验和计算数据进行综合分析和验证，建立研究体系的有机分子光电材料成分、相组成和弹性性能的关联。
[0064] 所述步骤S1中搅拌器采用的是HS-4磁力搅拌器，电机转速在800rpm，所述步骤S7中根据实验数据，优化所研究有机分子光电材料的热力学模型参数，利用所建立的热力学模型，计算有机分子光电材料成分和相应的相组成，所述步骤S8中采用的是TH-8000A型万能材料试验机，固化光电材料样品在测试前必须保证其测试温度下放置23min，所述步骤S9中采用应力-能量法或应力-应变法计算有机分子光电材料的弹性常数，进而计算有机分子光电材料的单相弹性模量，然后结合ROM、IROM、Weng模型和相图计算的相比例结果，计算多相的有机分子光电材料弹性模量。
[0065] 实施例3
[0066] S1：采用双酚环氧树脂加热升温至65℃，搅拌20min降低树脂的黏度，将有机分子光电材料的纳米颗粒加入环氧树脂中，保持温度在65℃，通过搅拌器搅拌1h；
[0067] S2：保持温度在65℃，使用超声波清洗器对混合溶液进行超声分散2h，以保证纳米颗粒在环氧树脂中混合均匀；
[0068] S3：待混合均匀后，将25％的固化剂与S2中得到的溶液混合，通过超声波清洗器和搅拌器再次对溶液进行均匀混合处理，混合完成后放入防腐真空干燥箱进行脱气2h，滤除混杂于溶液中的气泡；
[0069] S4：将S3中的溶液倒入模具中，放置于干燥箱，先在90℃条件下固化4h，待固化完全后冷却至室温，获得固化光电材料备用；
[0070] S5：采用DRL-III型真空热流法导热系数测试仪对S4中制得的固化材料进行导热系数测试，测试样品在稳定状态下，单向热流垂直流过试样，通过测试试样上下两表面的温度、传热面积和厚度，得出环氧树脂的导热系数，导热系数公式为：
[0071] λ＝qd/(t1-t2) (1)
[0072] q为单位时间内通过单位面积所传递的热量(W/m2)，d为单层平壁的厚度(m)，t1，t2为壁面两侧的温度(℃)；
[0073] S6：在S4中的固化光电材料样品中插入一根热线，通过热线加热，使其温度上升，测量热线本身或与热线相隔一定距离的平板的温度随时间上升的曲线，可以得到材料的导热系数；
[0074] S7：利用相图计算方法，建立研究体系的热力学模型，进行相平衡计算，有机光电材料的二元化学计量比相的热力学模型公式为：
[0075] Gθ＝XAoGαA+XBoGβB+△Gθ； (2)；
[0076] S8：对S4中的固化光电材料样品进行进行拉伸性能测试，温度在90℃，拉伸速率设置在2mm/min，通过应力-应变曲线计算试样的拉伸模量，应力公式为：
[0077]
[0078] 应变公式为：
[0079]
[0080] S9：利用量子力学第一原理，确定体系的稳定相和相结构，计算研究体系指定成分下的弹性性能；
[0081] S10：对上述实验和计算数据进行综合分析和验证，建立研究体系的有机分子光电材料成分、相组成和弹性性能的关联。
[0082] 所述步骤S1中搅拌器采用的是HS-4磁力搅拌器，电机转速在1500rpm，所述步骤S7中根据实验数据，优化所研究有机分子光电材料的热力学模型参数，利用所建立的热力学模型，计算有机分子光电材料成分和相应的相组成，所述步骤S8中采用的是TH-8000A型万能材料试验机，固化光电材料样品在测试前必须保证其测试温度下放置25min，所述步骤S9中采用应力-能量法或应力-应变法计算有机分子光电材料的弹性常数，进而计算有机分子光电材料的单相弹性模量，然后结合ROM、IROM、Weng模型和相图计算的相比例结果，计算多相的有机分子光电材料弹性模量。
[0083] 本发明严格控制该有机分子光电材料热力学性能测试方法，通过严格控制有机分子光电材料热力学性能测试数据，通过利用熔融共混法获得的有机分子光电材料固化材料进行热力学参数测试，建立有机分子光电材料从微观到宏观的材料成分-相组成-弹性性能的跨尺度关联测试，进而有的放矢地进行有机分子光电材料的材料设计，提高了有机分子光电材料有热力学性能测试效率和准确性，大大节约有机分子光电材料研发成本和研发效率，适合广泛推广。
[0084] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
