CN106483380A - 粒子辐照试样电导率和电阻率的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粒子辐照试样电导率的测试方法，其包括以下步骤：1)提供粒子辐照试样，其包括已经受辐照的辐照层和未经辐照的基体层；2)将粒子辐照试样的辐照层固定于绝缘基座中；3)自粒子辐照试样的基体层一侧开始逐层打磨去除基体层，直至仅保留粒子辐照试样的辐照层；以及4)测试辐照层的电导率，获得粒子辐照试样的电导率。相对于现有技术，本发明粒子辐照试样电导率的测试方法1)可直接测试出粒子辐照试样的粒子辐照层的电导率；2)测试精度较高，误差非常小；3)试验方案较简单易行，成本低廉。此外，本发明还公开了一种粒子辐照试样电阻率的测试方法。

Description

粒子辐照试样电导率和电阻率的测试方法

技术领域

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种粒子辐照试样电导率和电阻率的测试方法。

背景技术

核电金属材料服役环境多为强辐照环境，辐照损伤是材料的主要失效机理之一，因此，在材料性能评价、材料工艺改进和设备选材方面需要对材料的辐照性能进行试验评价。在辐照试验过程中，测试并分析材料电导率的变化规律是一个较常用的研究手段。

离子辐照试验具有试验成本低、周期短、辐照后试样不带放射性易于后续分析测试操作等优点，因此，通常被用来替代传统的中子辐照试验。但是，离子辐照试验的先天不足在于：离子的穿透能力相对较差(如铁离子在高能加速器上的穿透能力一般不超过30微米)，导致辐照试样(辐照过程中一般需要加热至290℃以上高温，因此试样厚度至少需要1毫米以上，以确保试样在辐照过程中不变形且便于夹持固定)仅有表面一层薄薄的区域是有效的离子辐照层，其余区域均为未经受辐照的基体层。

现有测试离子辐照试样电导率的常用仪器设备(如PPMS设备)仅能测试出试样的整体电导率(表面离子辐照层与未经辐照的基体层的整体导电率)，不能直接测试出试样表面离子辐照层的电导率，上述技术限制了离子辐照试样电导率的测试。

质子辐照试验和离子辐照试验类似，也无法直接测试出试样表面质子辐照层的电导率。

有鉴于此，确有必要提供一种可直接测试出粒子辐照试样的表面粒子辐照层的电导率和电阻率的测试方法。

发明内容

本发明的发明目的在于：克服现有技术的不足，提供一种可直接测试出粒子辐照试样的表面粒子辐照层的电导率和电阻率的测试方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种粒子辐照试样电导率的测试方法，其包括以下步骤：

1)提供粒子辐照试样，粒子辐照试样包括已经受辐照的辐照层和未经辐照的基体层；

2)将粒子辐照试样的辐照层固定于绝缘基座中；

3)自粒子辐照试样的基体层一侧开始逐层打磨去除基体层，直至仅保留粒子辐照试样的辐照层；以及

4)测试辐照层的电导率，获得粒子辐照试样的电导率。

作为本发明粒子辐照试样电导率的测试方法的测试方法的一种改进，步骤2)中，绝缘基座为环氧树脂基座，粒子辐照试样的辐照层通过低温熔融固定于环氧树脂基座上。

作为本发明粒子辐照试样电导率的测试方法的测试方法的一种改进，步骤2)中，所述环氧树脂含有磷苯二甲酸二丁脂和双酚A型环树脂。

作为本发明粒子辐照试样电导率的测试方法的测试方法的一种改进，步骤2)中，所述环氧树脂在不超过300℃的温度下融化。

作为本发明粒子辐照试样电导率的测试方法的测试方法的一种改进，步骤3)中，打磨去除基体层时，逐渐更换高目数的砂纸并采用精细打磨方式打磨。

作为本发明粒子辐照试样电导率的测试方法的测试方法的一种改进，步骤3)中，打磨至接近辐照层时，更换的砂纸为至少1000目，最好为2000目。

作为本发明粒子辐照试样电导率的测试方法的测试方法的一种改进，步骤4)中，通过四引线法测试粒子辐照试样的电导率。

作为本发明粒子辐照试样电导率的测试方法的测试方法的一种改进，所述粒子辐照试样为离子辐照试样或质子辐照试样。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种粒子辐照试样电阻率的测试方法，其在前述测试方法的步骤4)之后，将获得的电导率的倒数作为粒子辐照试样的电阻率。

相对于现有技术，本发明粒子辐照试样电导率和电阻率的测试方法具有以下优点：1)可直接测试出粒子辐照试样的表面粒子辐照层的电导率和电阻率；2)测试精度较高，误差非常小；3)试验方案较简单易行，成本低廉。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明粒子辐照试样电导率和电阻率的测试方法进行详细说明，其中：

图1为本发明粒子辐照试样电导率的测试方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参照图1所示，本发明粒子辐照试样电导率的测试方法包括以下步骤：

1)提供粒子辐照试样，粒子辐照试样包括已经受辐照的辐照层和未经辐照的基体层；

2)将粒子辐照试样的辐照层固定于绝缘基座中；

3)自粒子辐照试样的基体层一侧开始逐层打磨去除基体层，直至仅保留粒子辐照试样的辐照层；以及

4)测试辐照层的电导率，获得粒子辐照试样的电导率。

步骤2)中，绝缘基座为环氧树脂基座，粒子辐照试样的辐照层通过低温熔融固定于环氧树脂基座上。选择合适的环氧树脂基座保护与固定粒子辐照试样表面的粒子辐照层，可确保在打磨基体层材料时，保护表面粒子辐照层材料的结构完整性与组织不被破坏。

环氧树脂的选择需同时具备以下特点：可以在室温下凝固，又需在不超过300℃的温度下融化；凝固后具有较好的强度与一定的韧性；与金属材料粘结后具有较好的粘附力，凝固时收缩性低，基本不产生内应力；具有较高的电绝缘性能。例如，根据本发明的一个优选实施例，环氧树脂含有磷苯二甲酸二丁脂和双酚A型环树脂，环氧树脂在不超过300℃的温度下融化。

步骤3)中，采用类似于金相制样的方法打磨去除基体层时，逐渐更换高目数的砂纸并采用精细打磨方式打磨。例如，根据本发明的一个实施例，步骤3)中，打磨至接近辐照层时，更换的砂纸为至少1000目，最好为2000目。

步骤4)中，测试辐照层的电导率的测试方法没有特别的限制。例如，根据本发明的一个实施例，可以通过四引线法测试粒子辐照试样的电导率。四引线法测试金属材料的电导率(电阻率)的具体操作可参考国家标准GBT 3048.2-2007电线电缆电性能试验方法第二部分金属导体材料电阻率测试。

需要说明的是，本发明粒子辐照试样电导率的测试方法，可适用于离子辐照试样或质子辐照试样。根据本发明的上述实施方式，可直接测试粒子辐照层与背面环氧树脂的复合体的电导率，由于环氧树脂为绝缘体，因此复合体的电导率即为粒子辐照层的电导率。

由于电导率和电阻率成倒数关系，测出电导率之后可以根据倒数关系直接得出电阻率。因此，根据本发明的一个实施例，本发明还提供了一种粒子辐照试样电阻率的测试方法，其在前述测试方法的步骤4)之后，将获得的电导率的倒数作为粒子辐照试样的电阻率。

结合以上对本发明的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明粒子辐照试样电导率和电阻率的测试方法具有以下优点：1)可直接测试出粒子辐照试样的表面粒子辐照层的电导率和电阻率；2)测试精度较高，误差非常小；3)试验方案较简单易行，成本低廉。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种粒子辐照试样电导率的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)提供粒子辐照试样，粒子辐照试样包括已经受辐照的辐照层和未经辐照的基体层；

2)将粒子辐照试样的辐照层固定于绝缘基座中；

3)自粒子辐照试样的基体层一侧开始逐层打磨去除基体层，直至仅保留粒子辐照试样的辐照层；以及

4)测试辐照层的电导率，获得粒子辐照试样的电导率。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，步骤2)中，所述绝缘基座为环氧树脂基座，所述粒子辐照试样的辐照层通过低温熔融固定于环氧树脂基座上。

3.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，步骤2)中，所述环氧树脂含有磷苯二甲酸二丁脂和双酚A型环树脂。

4.根据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，步骤2)中，所述环氧树脂在不超过300℃的温度下融化。

5.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，步骤3)中，打磨去除基体层时，逐渐更换高目数的砂纸并采用精细打磨方式打磨。

6.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，步骤3)中，打磨至接近辐照层时，更换的砂纸为至少1000目，最好为2000目。

7.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，步骤4)中，通过四引线法测试粒子辐照试样的电导率。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的测试方法，其特征在于，所述粒子辐照试样为离子辐照试样或质子辐照试样。

9.一种粒子辐照试样电阻率的测试方法，其特征在于，在权利要求8所述的测试方法的步骤4)之后，将获得的电导率的倒数作为粒子辐照试样的电阻率。