材料高溫無壓力電學性能測量系統的製作方法

2024-02-24 21:15:15

專利名稱：材料高溫無壓力電學性能測量系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種高溫無壓力電學性能測量系統。
背景技術：
高溫測量一般是指銻凝固點(630.74。C)以上的溫度測量，隨著現代科學 技術的進步，高溫環境對材料提出了更高的要求。然而，在研究高溫材料的 過程中，材料的高溫性能測試至今是困擾研究人員的一個問題。 一方面測量 溫度不高，市場上所見的大部分位於50(TC以下。另一方面，由於高溫的影 響，接觸式測量高溫物質的電學性能時，電極接觸電阻變化不一致問題難以 解決。還有一個重要的原因，有些材料高溫下有壓電效應，傳統的測試方法 中試樣夾具給材料帶來的壓力會影響材料的真實性能，對實驗結果造成較大 影響。因此，研製一種能提供高溫、無壓力的測量環境且實驗過程中試樣與
電極接觸良好的物體電學性能測量設備成為一個急需解決的問題。參見文
獻1張可村.工程優化的算法與分析.西安交通大學出版社1989;文獻2 張明張玲.高溫金屬電導率的測量研究計量技術2002 No.6。

發明內容
鑑於現有技術的以上缺點，本發明的目的在於，研製一種高溫環 境電學測量系統，使之能在高溫下提供一種沒有壓力的測量試樣電學 性能(尤其是材料高溫下的阻抗、伏安特性)的環境。該系統能準確 控制某一溫度且測試過程中電極與試樣能接觸良好。本發明的目的是 通過以下手段實現的。
材料高溫無壓力電學性能測量系統，在高溫下實現材料的電學性 能的無壓力測量，在爐式加熱系統中設置一改善被測試樣與監測電極 接觸條件的液態電極夾持機構；所述液態電極夾持機構為一對垂直相 對的鉑電極組成，其中上電極為螺旋絲狀電極，下電極為盤狀電極；
上電極通過上電極套引出爐外，下電極置於樣品臺上通過下電極套引 出爐外。
採用如上的設計，本發明能提供一種控溫準確、無壓力的電學性
能進行測量的環境。實驗證明其在對試樣進行測量時壓力《0.3Pa， 基本無壓力；室溫下連續升溫時15min可達IIO(TC且在任一設定溫
度點與實際值誤差在± rc範圍內；測量過程中不引入雜質原子且穩
定性能好。
上述的電學性能測量系統的爐體是由石英焊接而成的耐高溫內
層和矽酸鋁、不鏽鋼Ucr25ni20si2)的外層組成。這樣就能使系統 有好的溫控能性。


圖1是系統裝配圖，圖中1為鋁質電極套，2為不鏽鋼 (lcr25ni20si2)外殼，3是矽酸鋁保溫棉保溫層，4石英質內殼，5 上電極，6下電極，7熱電偶，8樣品臺，9電熱絲，IO蛇形石英管， ll氧化鋁隔熱管。
圖2是鉬絲繞製成的矩形螺旋狀下電極外觀圖。
圖3為鉑質多層盤狀下電極外觀圖。 圖4是測量原理示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體的實施方式對本發明作進一步的詳細說明。
由圖1和圖2可看到，用石英、矽酸鋁、電熱絲、不鏽鋼 (lcr25ni20si2)按圖1加工成爐體。在石英蓋的鋁質電極套孔中插 入鉑質上電極。在樣品臺電極孔上安裝鉑質下電極。熱電偶、電熱絲 接到溫控器上，上下電極接到測量試樣電學性能所需儀表上，這樣測 試最高溫度為1100°C。
在爐式加熱系統中設置一改善被測試樣與測量電極接觸條件的 液態電極夾持機構；所述液態電極夾持機構為一對垂直相對的鉑電極 組成，其中上電極5為螺旋絲狀電極，下電極6為螺旋盤狀電極(如 圖3);上電極通過上電極套1引出爐外，下電極置於樣品臺8上通 過下電極套引出爐外。考慮到電極貴金屬使用的經濟性，上電極採用 為矩形螺旋狀，這樣的形狀使上電極在懸垂狀態時與液態鎵有更合理 的浸沒接觸梯度。
圖4表達了本發明系統的測試過程將待測樣品12製備成有兩 個平行平面的圓片或圓柱狀，在本實施例中採用高1.0mm，直徑15mm 的圓柱狀樣品，塗上銦鎵混合物電極，用滴管取液態鎵13 (約0.1g) 塗於試樣12的一面，然後將此面朝下放於樣品臺中央的下電極上。 再用滴管取液態鎵(約0.3g)塗於試樣的另一面。將上電極插入試樣 上面的鎵電極中,就可實現試樣與電極的無壓力接觸。
權利要求
1.材料高溫無壓力電學性能測量系統，在高溫下實現材料的電學性能的無壓測量，其特徵在於，在爐式加熱系統中設置一改善被測試樣與測量電極接觸條件的液態電極夾持機構；所述液態電極夾持機構為一對垂直相對的鉑電極組成，其中上電極為螺旋絲狀電極，下電極為盤狀電極；上電極通過上電極套引出爐外，下電極置於樣品臺上通過下電極套引出爐外。
2. 根據權利要求1所述的材料高溫無壓力電學性能測量系統，其 特徵在於上電極和下電極通過液態鎵實現與試樣進行無壓力接觸。
3. 根據權利要求1所述的材料高溫無壓力電學性能測量系統，其 特徵在於所述上電極的採用為矩形螺旋狀。
全文摘要
本發明公開了一種材料高溫無壓力電學性能測量系統，在高溫下實現材料的電學性能的無壓測量，在爐式加熱系統中設置一改善被測試樣與測量電極接觸條件的液態電極夾持機構；所述液態電極夾持機構為一對垂直相對的鉑電極組成，其中上電極為螺旋絲狀電極，下電極為螺旋盤狀電極；上電極通過上電極套引出爐外，下電極置於樣品臺上通過下電極套引出爐外。本發明為高溫無壓下測量材料之電學性能提供了環境，能準確控制某一溫度，並測試過程中保證電極與試樣能良好接觸。
文檔編號G01R31/00GK101344554SQ20081004584
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月20日 優先權日2008年8月20日
發明者李統業, 豫 王, 勇 趙, 趙洪旺, 娜 郭 申請人:西南交通大學