CN106226349A - 基于红外热成像的连续成分块材高通量多场筛选装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于红外热成像的连续成分块材高通量多场筛选装置和方法，装置包括控制中心，实验箱，载物平台，温度控制模块，电流控制模块，真空发生装置，红外热成像系统。实验时，输入不同的场激励，根据材料特性的不同，被测样品上表面会有不同的温度响应。红外热成像系统并行采集所有样品表面的热辐射信息。通过视觉检测对各块样品在热辐射能量图像中对应区域的颜色加以识别，得到温度信息。生成各块样品的温度响应曲线，根据测试系统的数学模型，计算出材料的物理特性，进而得到筛选结果。

Description

基于红外热成像的连续成分块材高通量多场筛选装置和方法

技术领域

本发明涉及材料的性能测试与筛选领域，具体指一种基于红外热成像的连续成分块材高通量多场筛选装置和方法。

背景技术

随着科学技术尤其是现代工业的快速发展，对材料的要求日益提高，材料的复杂程度也更高，必须要有先进的制备、表征、筛选方法，才能加快材料的研究进程。

传统研发一种新的材料一般要经过较长的时间周期，即“制备-性能评价-再制备-性能再评价……”，这样反复的循环摸索，直到获得性能最优异的材料为止。这样一方面消耗了大量的时间和精力，另一方面极大地减缓了新材料研发和应用的速度。

高通量实验是指，在实验过程中，大量重复性的实验同时并行地实施，并使用多种特定的检测仪器，表征相关性质并记录实验过程的数据。目前高通量表征应用最广泛的领域是基因测序和医疗药物筛选，利用实验的并行性，对于多来源的、多种类的反应特性进行高通量表征可以大幅度提高研究效率。

将高通量的思想和方法应用到材料研发领域已经成为一个广受关注的课题。高通量组合材料制备技术的核心即是在一块较小的基片上同时集成生长成千上万种不同组分、结构和性能的材料，并通过自动扫描式或并行式快速表征技术获得材料成分、结构和性能等关键信息，快速构建多元材料相图或材料数据库，从中快速筛选出性能优良的材料，或者找到材料的“组分-结构-性能”之间的关联性，以此提高材料研发的效率。

但是目前的主要问题在于，高通量的材料检测缺乏通用方法和既有标准。开发一种能够高通量测试材料性能的筛选装置，在制备获得连续成分的材料之后，切割成网格状阵列样品，能同时并行地测量出不同成分材料的性能，进而得出最优配比，可极大的缩短新材料体系的性能评价时间和成本，减小了重复性能测试的误差，对新材料的研发具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有材料筛选方式的不足，提供一种基于红外热成像的连续成分块材高通量多场筛选装置和方法。本发明可以控制不同场的输入，使各块被测样品根据各自材料性能产生不同的温度响应，并行地检测所有被测样品表面的热辐射能量信息，通过计算机处理得出温度响应曲线，进而根据测试系统的数学模型得到各块材料的特性，为材料的筛选提供依据，具有操作简单，测量速度快，准确性高的特点。

为达到上述目的，本发明的设计思路为：

本发明提供的基于红外热成像的连续成分块材高通量多场筛选装置，包括控制中心，实验箱，真空发生装置，载物平台，温度控制模块，电流控制模块以及红外热成像系统。

上述控制中心应连接装置中所有设备，控制测试腔环境以及测试系统输入，采集、检测、识别系统输出，并处理数据，输出结果。一站完成实验操作。

上述实验箱是为了提供封闭的测试腔，在测试腔内环境可控，不受外界干扰。箱盖上镶嵌玻璃板，方便红外摄像头采集信息。

上述真空发生装置的作用是在测试腔内产生真空环境，保护被测材料，同时有利于减少热量通过气体的传导，保证实验测量的准确性。

上述载物平台是为了方便待测材料的安装，可以实现网格状阵列样品的整体安装与自动分散。自动化分散便于热辐射能量的检测与识别，同时避免了热量在被测样品之间的传导对实验结果造成影响，可以减轻实验人员劳动强度，提升实验效率。

上述温度控制模块在热导率测量时，为热导率测量系统提供热场输入。加热片产生热量进入样品下表面，根据材料热导率不同，各块样品上表面产生不同的温度响应。

上述电流控制模块在电阻率测量时，为电阻率测量系统提供电流输入。样品通电后，根据材料电阻率不同，电流的热效应产生不同热量，从而各块样品温度响应不同。

上述红外热成像系统可以同时并行地采集材料表面热辐射能量信息，生成热辐射能量图像，在实验过程中连续生成多幅图像，记录每块样品的温度响应信息。

上述控制中心利用视觉检测来识别系统输出信息。通过图像处理算法，识别样品在热辐射能量图像中对应区域的颜色，进而得到各块样品在各个时刻的表面温度。

上述控制中心对视觉检测得到的数据进行处理。绘制样品的温度响应曲线，根据测试系统的数学模型，计算出所求性能参数。最后输出筛选结果。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种基于红外热成像的连续成分块材高通量多场筛选装置，包括控制中心，实验箱，载物平台，温度控制模块，电流控制模块，真空发生装置，红外热成像系统；所述载物平台置于实验箱内，所述温度控制模块，电流控制模块，真空发生装置分别与控制中心连接，所述温度控制模块，电流控制模块分别与载物平台连接，所述真空发生装置与实验箱连接，所述红外热成像系统置于实验箱的上方。

所述控制中心包括设备控制系统，视觉检测系统，数据处理系统和输入输出系统，所述设备控制系统分别连接温度控制模块，电流控制模块，真空发生装置，红外热成像系统，协调控制筛选装置中各台设备，所述视觉检测系统连接红外热成像系统，识别出各块样品的温度，控制中心通过数据处理系统生成温度响应曲线，并计算出被测样品的特性。

所述载物平台包括被测样品，粘性垫片，载物板，平板式可展桁架，支撑架，所述支撑架之间通过平板式可展桁架连接，所述支撑架铰接在平板式可展桁架各组成单元的枢轴处，所述载物板固定在支撑架的顶端，被测样品通过粘性垫片与载物板固定连接。

所述载物板中嵌入加热片，所述加热片通过导线连接温度控制模块，用于产生热场输入；所述载物板上表面设有一对电极，电极通过导线连接电流控制模块，用于电流输入；所述载物板上所有导线都从载物板的下表面穿出。

一种基于红外热成像的连续成分块材高通量多场筛选方法，包括如下步骤：

1）连续成分材料的制备与切割：

将梯度变化成分原料通过粉末冶金自蔓延高温合成或放电等离子快速烧结获得连续成份材料，在整块材料下表面贴粘性垫片，便于固定，将连续成分样品通过光刻、掩膜的快速方法，按载物板的大小沿网格切成小薄片，制成网格状阵列被测样品；

2）检查实验设备：

检查各台设备是否正常，设备之间线路是否正常连接，检查实验箱气密性，检查初始状态，即载物平台收拢时，各载物板之间缝隙是否符合要求，检查无误后接入电源，启动设备，检查控制中心对各台设备的控制是否正常有效，设定红外热成像系统的拍摄参数和拍照时间间隔，设定测试系统输入信息；

3）安装被测样品：

各项检查通过后，开始安装被测样品，将切割好的网格状阵列被测样品连同粘性垫片，整体平铺，利用粘性垫片自带的粘性贴在载物平台上，保证各块被测样品与载物板一一对应，之后将载物平台展开，通过电机驱动平板式可展桁架伸展，带动固定在支撑架顶端的载物板与待测样品沿平面均匀阵列分散开来，根据被测样品的位置，设定视觉检测系统所需识别区域的坐标；

4）测试腔产生真空：

合上实验箱箱盖，将箱盖四周的夹紧装置夹紧，启动真空发生装置，在实验箱测试腔内形成相对真空环境；

5）测试系统产生输入：

真空度达到要求后，根据测试目的，输入不同的场激励。比如在热导率测试中，通过温度控制模块，向加热片中输入电流作为激励信号，加热片产生热量，通过载物板与粘性垫片传导进入被测样品；或者在电导率测试中，通过电流控制模块向被测材料输入电流作为激励，通过材料的电流产生热效应，样品温度升高。

6）采集系统响应信息：

开始输入的同时，红外热成像系统采集被测样品表面的温度响应信息，按照设定的时间间隔连续记录各块被测样品在各个时刻的表面热辐射能量，直至实验结束；

7）识别系统响应信息：

控制中心收到红外热成像系统输入的热辐射能量图像后，利用图像处理算法，提取每块被测样品在图像中对应的像素点，统计这些像素点的RGB值，并与“温度-颜色”数据库中颜色的RGB值对比，识别出温度；

8）数据处理：

将“样品-时间-温度”信息进行整理，生成可视化图表，并将所有数据按指定格式保存；

按照当前测试系统的数学模型，通过曲线拟合或最小二乘参数估计方法，从实验测得的温度响应曲线计算出各块样品的材料特性；

9）输出实验结果：

在输入输出系统上显示各块被测样品的性能参数与测试结果，并提供数据图表以便实验人员分析查看；

10）结束实验：

测试结束后，停止输入信号，关闭真空发生装置，打开泄压支路的阀门通气，消除实验箱内真空，实验箱内外压强平衡后，实验人员松开夹钳，打开实验箱箱盖，测试腔内冷却后取出被测样品；

11）实验结论分析：

根据性能最优材料的样品位置坐标确定最优材料的元素配比，第一次实验得出最优配比的范围后，可以将实验所用连续成分材料的梯度范围缩小，细化梯度，进行下一轮的实验。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的技术进步：

（1）本发明所提供的基于红外热成像的连续成分块材高通量多场筛选装置，操作简单，自动化程度高，适合用于批量材料的筛选。

（2）本发明提出的筛选装置，采用并行检测方法，测试快速准确，减小了重复性能测试产生的误差，加快了新材料的研发进程。

（3）本发明提出的筛选装置，可以在同一个平台中完成电、热等多种特性的测试，节省测试时间与空间。

（4）本发明提出的筛选方法，具有普适性，并不局限于热电材料，甚至并不局限于是无机材料或是金属。而且这种网格状样品还可用于纳米压痕等力学实验，以及金属腐蚀实验，等等。这一方法有望打通从材料设计（计算）、制备、表征直至服役的全链条过程。

附图说明

图1为本发明装置的总体组成示意图。

图2为本发明中载物平台展开状态图。

图3为本发明中载物平台收拢状态图。

图4为本发明中载物平台组成单元细节图。

图5为本发明方法的具体流程图。

图6为本发明对热导率测试实验结果预测图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种基于红外热成像的连续成分块材高通量多场筛选装置，包括控制中心1，实验箱2，载物平台3，温度控制模块4，电流控制模块5，真空发生装置6，红外热成像系统7；所述载物平台3置于实验箱2内，所述温度控制模块4，电流控制模块5，真空发生装置6分别与控制中心1连接，所述温度控制模块4，电流控制模块5分别与载物平台3连接，所述真空发生装置6与实验箱2连接，所述红外热成像系统7置于实验箱2的上方。

所述控制中心1包括设备控制系统101，视觉检测系统102，数据处理系统103和输入输出系统104，所述设备控制系统101分别连接温度控制模块4，电流控制模块5，真空发生装置6，红外热成像系统7，协调控制筛选装置中各台设备，所述视觉检测系统102连接红外热成像系统7，识别出各块样品的温度，控制中心1通过数据处理系统103生成温度响应曲线，并计算出被测样品的特性。

所述实验箱2，提供一封闭测试腔，保证实验环境可控，同时为测试腔内所有装置与零件提供合适安装位置。为保证气密性，应严格按照真空腔体的制作要求完成制造。在箱盖与箱座接合处加设密封橡胶条，同时采用夹紧装置保证密封效果。所述箱体上开气孔通过软管与上述真空发生装置连接。所述箱体上开布线孔，孔中布置多条数据线、控制线、电源线，使箱体内外均有接口，方便箱体内外部件的连接。所述箱盖上镶嵌玻璃板应以密封胶固定，箱体所有开孔处均以密封胶填充，并检查气密性。

如图2，图3，图4所示，所述载物平台3包括被测样品301，粘性垫片302，载物板303，平板式可展桁架304，支撑架305，所述支撑架305之间通过平板式可展桁架304连接，平板式可展桁架，可采用剪式单元平板式可展开收拢机构，所述支撑架305铰接在平板式可展桁架304各组成单元的枢轴306处，所述载物板303固定在支撑架305的顶端，被测样品301通过粘性垫片302与载物板303固定连接。驱动部分可通过在支撑架305底部安装丝杠螺母运动副，或者在可展桁架组成单元的枢轴306处安装微电机实现。

所述载物板303中嵌入加热片307，所述加热片307通过导线连接温度控制模块4，用于产生热场输入；所述载物板303上表面设有一对电极308，电极308通过导线连接电流控制模块5，用于电流输入；所述载物板303上所有导线都从载物板303的下表面穿出。

初始状态，载物平台3收拢，如图3所示，所有载物板303聚在一起成为一整块平板，方便网格化阵列样品整体安装。实验时，载物平台3展开，如图2所示，平板式可展桁架304展开时可带动载物板303分散开来，从而粘在载物板303上的各块待测样品301阵列分散，便于后续检测与识别。

所述温度控制模块4，在热导率测量中为载物板303中的加热片307提供输入产生热量的电流。热量从下至上传导至各块被测样品。所述温度控制模块4作为热导率测试系统的输入模块，应能稳定控制加热片中电流的大小、频率，产生热量传递到被测样品。样品中热量由下至上传导，根据各块样品上表面的温度响应曲线，可以得出各种材料的热导率。加热片可使用陶瓷加热片，嵌入载物板中应保证载物板表面温度均匀，且各块载物板温度相同，以免为实验测量带来误差。

所述电流控制模块5，在电阻率测量中为通过载物板303表面电极308各块被测样品提供输入电流，通过电流的热效应发热。各块样品中通过的电流相等，根据各块样品电阻率不同，消耗功率不同，电流的热效应会产生不同的发热量，表现在热辐射能量图像中的温度不同，根据此温度响应曲线可以得出各块样品的电阻率。各电极应能承受较高温度而不损坏，输电线路采用低电阻带绝缘外皮的导线，减少电路中能量损耗。

所述真空发生装置6，为测试腔产生真空环境。避免被测材料301因受热而被氧化，同时有利于减少热量通过气体的传导。真空泵和实验箱之间增加一条泄压支路，支路上连接一阀门，实验结束后打开阀门通气，可以快速消除测试腔内的真空状态，使箱体内外压强平衡，从而正常打开实验箱。

所述红外热成像系统7，通过可调整支架固定在实验箱2上，透过箱盖上玻璃板并行检测各块被测样品表面热辐射能量，生成热辐射能量图像，输出到控制中心1。红外摄像头可以通过软件调整光圈、快门等拍摄参数，清晰成像，并且按事先设定的时间间隔定时触发拍照。在实验过程中，自动实时地完成热辐射能量图像的采集，并能按照时序输入到控制中心。

所述视觉检测系统102，对热辐射能量图像中各块样品对应区域进行颜色识别，输出各块样品在各个拍摄时刻的表面温度。可以设定提取像素点的坐标，从而准确提取到每块被测样品在图像中对应的像素点，统计这些像素点的三基色值，并与“温度-颜色”数据库中颜色的三基色值比对，得出对应温度值。所用图像处理算法应能与红外热成像系统联动，保存图像文件中的时间信息，实现“样品-时间-温度”的关联标记。

所述数据处理系统103，对实验得到的“样品-时间-温度”等数据整理，生成可视化图表，并生成温度响应曲线，根据测试系统的数学模型计算出材料特性。能将实验获得的数据按指定格式保存，整理成图、表的形式便于可视化分析。并绘制每一块样品在实验过程中的温度响应曲线，按照测试系统的实验条件自动调取测试系统对应的数学模型，通过曲线拟合或最小二乘参数估计方法计算出所求性能参数。最后完成性能评价，输出筛选结果。

如图5所示，下面将使用本发明所述的装置及方法，筛选出不同比例Te-Sn-Pb三元合金材料中热导率特性最优良的材料的元素配比，并以此为案例作进一步的说明：

一种基于红外热成像的连续成分块材高通量多场筛选方法，热导率特性筛选主要包括以下步骤：

1、连续成分材料的制备与切割

将梯度变化成分原料通过粉末冶金自蔓延高温合成或放电等离子快速烧结获得连续成份材料。在整块材料下表面贴粘性垫片302，便于固定。因为本实施例为热导率测试，可选用导热硅胶片，避免被测样品301与载物板303之间的接触缝隙造成导热不均。将连续成分样品通过光刻、掩膜等快速方法，按载物板303大小沿网格切成小薄片，制成网格状阵列样品301。

2、检查实验设备

检查各台设备是否正常，设备之间线路是否正常连接。检查实验箱2气密性。检查初始状态，即载物平台3收拢如图3时，各载物板303之间缝隙是否符合要求。检查无误后接入电源，启动设备，检查控制中心对各台设备的控制是否正常有效。设定红外热成像系统7的拍摄参数和拍照时间间隔。设定测试系统输入信息。

3、安装被测样品

各项检查通过后，开始安装被测样品301，将切割好的网格状阵列被测样品301连同粘性垫片302，整体平铺，利用粘性垫片302自带的粘性贴在载物板303上，保证各块被测样品301与载物板303一一对应，之后将载物平台3展开，通过电机控制平板式可展桁架304伸展，带动固定在支撑架305顶端的载物板303与待测样品301沿平面均匀阵列分散开来，根据被测样品301的位置，设定视觉检测系统102所需识别区域的坐标。

4、测试腔产生真空

合上实验箱2箱盖，将箱盖四周的夹紧装置夹紧，启动真空发生装置6，在实验箱2测试腔内形成相对真空环境。

5、测试系统产生输入

真空度达到要求后，通过温度控制模块4，向加热片307中输入阶跃电流作为激励信号，加热片307产生热量，通过载物板303与粘性垫片302传导进入被测样品301。

6、采集系统响应信息

开始热量输入的同时，红外热成像系统7开始采集被测样品301表面的温度响应信息，按照设定的时间间隔连续记录各块被测样品301在各个时刻的表面热辐射能量，直至实验结束。

7、识别系统响应信息

控制中心1收到热成像系统7输入的热辐射能量图像后，利用图像处理算法，提取每块被测样品301在图像中对应的像素点，统计这些像素点的RGB值，并与“温度-颜色”数据库中颜色的RGB值对比，识别出温度。

8、数据处理

将“样品-时间-温度”信息进行整理，生成可视化图表，并将所有数据按指定格式保存。

按照当前测试系统，阶跃电流输入的温度响应数学模型是：

式中：erfc(z)——余误差函数

QUOTE ——输入被测样品的热量

x——样品厚度

t——拍摄时间

通过曲线拟合或最小二乘参数估计方法，从实验测得的温度响应曲线就可以计算出各块样品的热扩散率和热导率。

9、输出实验结果

在输入输出系统104上显示各块被测样品301的热导率参数与测试结果，并提供数据图表以便实验人员分析查看。

10、结束实验

测试结束后，温度控制模块4停止输入电流，系统不再产生热量，关闭真空发生装置6，打开泄压支路的阀门通气，消除实验箱2内真空，实验箱2内外压强平衡后，实验人员松开夹钳，打开实验箱2箱盖，测试腔内冷却后取出被测样品301。

11、实验结论分析

根据热导率最优材料的样品位置坐标即可确定所需要材料的元素配比。第一次实验得出最优配比的范围后，可以将实验所用连续成分材料的梯度范围缩小，细化梯度，进行下一轮的实验。理论上，热导率测量实验中可以得到类似图6的热成像图。

Claims (5)

1.一种基于红外热成像的连续成分块材高通量多场筛选装置，其特征在于，包括控制中心（1），实验箱（2），载物平台（3），温度控制模块（4），电流控制模块（5），真空发生装置（6），红外热成像系统（7）；所述载物平台（3）置于实验箱（2）内，所述温度控制模块（4），电流控制模块（5），真空发生装置（6）分别与控制中心（1）连接，所述温度控制模块（4），电流控制模块（5）分别与载物平台（3）连接，所述真空发生装置（6）与实验箱（2）连接，所述红外热成像系统（7）置于实验箱（2）的上方。

2.根据权利要求1所述的基于红外热成像的连续成分块材高通量多场筛选装置，其特征在于，所述控制中心（1）包括设备控制系统（101），视觉检测系统（102），数据处理系统（103）和输入输出系统（104），所述设备控制系统（101）分别连接温度控制模块（4），电流控制模块（5），真空发生装置（6），红外热成像系统（7），协调控制筛选装置中各台设备，所述视觉检测系统（102）连接红外热成像系统（7），识别出各块样品的温度，控制中心（1）通过数据处理系统（103）生成温度响应曲线，并计算出被测样品对应的材料特性。

3.根据权利要求1所述的基于红外热成像的连续成分块材高通量多场筛选装置，其特征在于，所述载物平台（3）包括被测样品（301），粘性垫片（302），载物板（303），平板式可展桁架（304），支撑架（305），所述支撑架（305）之间通过平板式可展桁架（304）连接，所述支撑架（305）铰接在平板式可展桁架（304）各组成单元的枢轴（306）处，所述载物板（303）固定在支撑架（305）的顶端，被测样品（301）通过粘性垫片（302）与载物板（303）固定连接。

4.根据权利要求3所述的基于红外热成像的连续成分块材高通量多场筛选装置，其特征在于，所述载物板（303）中嵌入加热片（307），所述加热片（307）通过导线连接温度控制模块（4），用于产生热场输入；所述载物板（303）上表面设有一对电极（308），电极（308）通过导线连接电流控制模块（5），用于电流输入；所述载物板（303）上所有导线都从载物板（303）的下表面穿出。

5.一种基于红外热成像的连续成分块材高通量多场筛选方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）连续成分材料的制备与切割：

将梯度变化成分原料通过粉末冶金自蔓延高温合成或放电等离子快速烧结获得连续成份材料，在整块材料下表面贴粘性垫片（302），便于固定，将连续成分样品通过光刻、掩膜的快速方法，按载物板（303）的大小沿网格切成小薄片，制成网格状阵列被测样品（301）；

2）检查实验设备：

检查各台设备是否正常，设备之间线路是否正常连接，检查实验箱（2）气密性，检查初始状态，即载物平台（3）收拢时，各载物板（303）之间缝隙是否符合要求，检查无误后接入电源，启动设备，检查控制中心（1）对各台设备的控制是否正常有效，设定红外热成像系统（7）的拍摄参数和拍照时间间隔，设定测试系统输入信息；

3）安装被测样品：

各项检查通过后，开始安装被测样品（301），将切割好的网格状阵列被测样品（301）连同粘性垫片（302），整体平铺，利用粘性垫片（302）自带的粘性贴在载物板（303）上，保证各块被测样品（301）与载物板（303）一一对应，之后将载物平台（3）展开，通过电机控制平板式可展桁架（304）伸展，带动固定在支撑架（305）顶端的载物板（303）与待测样品（301）沿平面均匀阵列分散开来，根据被测样品（301）的位置，设定视觉检测系统（102）所需识别区域的坐标；

4）测试腔产生真空：

合上实验箱（2）箱盖，将箱盖四周的夹紧装置夹紧，启动真空发生装置（6），在实验箱（2）测试腔内形成相对真空环境；

5）测试系统产生输入：

真空度达到要求后，根据测试目的，输入不同的场激励；比如热导率测试中，通过温度控制模块（4），向加热片（307）中输入电流作为激励信号，加热片（307）产生热量，通过载物板（303）与粘性垫片（302）传导进入被测样品（301）；或者在电导率测试中，通过电流控制模块（5）向被测材料（301）输入电流作为激励，通过材料的电流产生热效应，被测样品（301）温度升高；

6）采集系统响应信息：

开始热量输入的同时，红外热成像系统（7）开始采集被测样品（301）表面的温度响应信息，按照设定的时间间隔连续记录各块被测样品（301）在各个时刻的表面热辐射能量，直至实验结束；

7）识别系统响应信息：

控制中心（1）收到红外热成像系统（7）输入的热辐射能量图像后，利用图像处理算法，提取每块被测样品（301）在图像中对应的像素点，统计这些像素点的RGB值，并与“温度-颜色”数据库中颜色的RGB值对比，识别出温度；

8）数据处理：

将“样品-时间-温度”信息进行整理，生成可视化图表，并将所有数据按指定格式保存；

根据当前测试系统的数学模型，通过曲线拟合或最小二乘参数估计方法，从实验测得的温度响应曲线计算出各块样品的材料特性；

9）输出实验结果：

在输入输出系统（104）上显示各块被测样品（301）的性能参数与测试结果，并提供数据图表以便实验人员分析查看；

10）结束实验：

测试结束后，停止输入信号，关闭真空发生装置（6），打开泄压支路的阀门通气，消除实验箱（2）内真空，实验箱（2）内外压强平衡后，实验人员松开夹钳，打开实验箱（2）箱盖，测试腔内冷却后取出被测样品（301）；

11）实验结论分析：

根据性能最优材料的样品位置坐标确定最优材料的元素配比，第一次实验得出最优配比的范围后，将实验所用连续成分材料的梯度范围缩小，细化梯度，进行下一轮的实验。