CN108181016A - 金刚石对顶砧样品温度的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的金刚石对顶砧样品温度的测量方法属于高温高压下温度测量的技术领域。首先对金刚石对顶砧进行组装：分别在两颗金刚石压砧底面和侧棱指定位置布置热电偶，读取对应点的温度。其次对温度梯度进行拟合计算：根据真实实验尺寸建立有限元模型，将实验测量的金刚石压砧底面温度作为热边界条件输入有限元模型，通过更改两颗金刚石压砧砧面输入温度，直到侧棱测温点模拟温度与实验读取温度吻合，此时金刚石压砧砧面输入温度即为真实实验温度，同时也是样品表面温度。本发明方法简单，易于实施，实验重复性好；解决了由于样品腔尺寸小，热电偶不利于布置的问题；弥补了利用金刚石压砧侧棱温度代替样品温度所导致的实验误差。
Description
技术领域
本发明属于高温高压下样品温度测量的技术领域，特别涉及样品本身存在温度梯度的热输运性质—热导率和赛贝克系数的样品温度测量的装置和方法。
背景技术
金刚石对顶砧(Diamond Anvil Cell,简称DAC)是目前唯一能够产生百万大气压静态压力的科学装置，是高压科学与技术研究领域中最重要的科学仪器。利用特制的金刚石压砧，已知的压力上限已经超过了1TPa，如果再结合高温技术，实验室模拟的温度和压力环境完全可以研究地球相关物质的物理和化学性质，是解释地震波数据、了解地球内部结构和动力学过程的重要途径。目前，利用DAC装置已经实现了拉曼散射、布里渊散射、电阻及磁阻等多领域的原位高压测量，然而，基于DAC的高压下热输运性质原位测量技术尚有许多难题需要攻克，主要原因是流经样品的热流及样品的温度分布难以分析。
目前，高压环境下样品温度的测量主要为两种：(1)非接触式温度测量，通过黑体辐射测量样品的温度；(2)接触式温度测量，将热电偶的测温点固定在金刚石压砧侧棱来反映样品温度。然而，以上两种方法都不能得到样品整体的温度分布，并且它们都存在各自的缺陷而限制了它们的使用：黑体辐射这种非接触式的测温手段，由于样品属于灰体，采用黑体辐射谱来测温误差较大，尤其在1000K温度以下受到诸如辐射率改变、传递损失以及环境射线反射等因素的影响，温度测量可信度不高；接触式测温根据金刚石热导率很高，利用热电偶测量金刚石压砧侧棱温度代替样品的温度，但是由于不能直接读取样品的温度，会产生一定的实验误差，对于存在温度梯度的实验，金刚石压砧侧棱温度能否代替样品温度仍然需要考证。
然而，样品存在温度梯度的高压原位温度测量的重要性却是毋庸置疑。例如稳态法热导率的测量以及赛贝克系数的测量，样品本身都需要存在温度梯度，这对之前提到的两种测温方式提出了严峻的考验。为了得到更精确的样品温度测量，申请人课题组之前发表的专利《金刚石对顶砧上原位温度测量热电偶及其制备方法》(专利号：ZL201110070911.8)，通过薄膜制备和光刻技术将钨钽(W-Ta)热电偶集成到金刚石对顶砧砧面上，实现温度的原位测量。然而这种薄膜热电偶制备周期长，高压环境可能导致热电偶的断裂，热电偶不能重复利用，且薄膜制备和光刻技术不利于推广使用。因此未来较长一段时间线型热电偶还是DAC装置样品温度测量的主要手段，对金刚石压砧侧棱温度代替样品温度进行误差修正以及在此基础上提出更合理的测温手段是解决金刚石对顶砧样品温度测量的主要手段。
近年来，有限元法由于其方便性、实用性和有效性而引起诸多领域科学家的浓厚兴趣。有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解，然后推导求解这个域总的满足条件，从而得到问题的解。有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。其中有限元热力学分析，根据基本传热理论，可实现对稳态和瞬态耦合场的热分析，耦合场领域包括热-结构耦合、热-流体耦合、热-电耦合、热-电-磁耦合等。如果通过合理的方法将有限元法应用到金刚石对顶砧样品温度分析，有望得到更精准的测量结果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，在金刚石对顶砧上采用新的热电偶布置方法，将实验测量温度与有限元分析相结合，最终实现高温高压下样品温度及温度分布的测量。
相比背景技术而言，本发明不是对接触式测温方式进行修补，而是提出全新的样品温度测量方法，将测温点的温度值结合有限元分析得到精确的样品温度，不仅解决了由于金刚石对顶砧样品腔尺寸小、热电偶不利于布置的问题，同时弥补了利用金刚石压砧侧棱温度代替样品温度所导致的误差。
本发明的技术方案叙述如下。
一种金刚石对顶砧样品温度的测量方法，首先，对金刚石对顶砧装置进行组装：将4个热电偶的测温点分别固定在两颗金刚石压砧的底面中心和侧棱1/2处，两颗金刚石压砧砧面上下相对放置，将垫片利用金刚石压砧提前预压，利用激光在压痕中心打孔充当样品腔，处理好的垫片夹在两颗金刚石压砧中间，使样品腔中心与金刚石压砧砧面中心重合，样品腔内填充样品；金刚石压砧底面周围放置电热丝作为热源；其次，用有限元法对样品的上下表面温度进行测试：根据金刚石对顶砧几何尺寸构建两颗金刚石压砧的有限元模型，分别对两颗金刚石压砧温度进行拟合计算；将实验测量的两颗金刚石压砧底面温度和两颗金刚石压砧砧面的输入温度分别作为热边界条件输入有限元模型，并通过在有限元模型中重复改变两颗金刚石压砧砧面的输入温度，直至侧棱测温点在有限元软件中模拟温度和同一侧棱测温点实验测量的读取温度吻合，即认为此时金刚石压砧砧面的输入温度为实验中金刚石压砧砧面的实测温度，同时也是与金刚石压砧砧面直接接触的样品表面的实测温度。
所述的热电偶，为K型热电偶，直径为100μm，其特征是线性度好，热电动势大，灵敏度高，稳定性和均匀性好，抗氧化性能强，测温区间大。热电偶的冷端连接到Keithley2700数据采集仪表上，该仪表搭载了7709系统附加模块，可同时显示上、下金刚石压砧的底面中心处和侧棱1/2处的4个测温点的温度。
有限元软件为现有技术，使用ANSYS软件。
所述的根据金刚石对顶砧几何尺寸构建有限元模型，可以按金刚石压砧的底面、砧面及底面与砧面的距离构建有限元模型。
所述的金刚石压砧底面温度，是将固定在金刚石压砧底面中心的热电偶作为控温仪输入端，对应的将金刚石压砧底面周围放置的电热丝作为控温仪输出端，实现对两颗金刚石压砧底面温度进行控制的。
上、下金刚石压砧底面的温度可以设定(控制)相同，用于测定样品的温度，样品两面的温度相同；上、下金刚石压砧底面的温度可以设定(控制)不同，具有温度差，样品两面的温度也不相同，用于测流经样品的热流及样品的温度分布。
现有的接触式测温为了让固定在金刚石压砧侧棱的热电偶测量的温度接近样品温度，会将热电偶测温点尽量靠近金刚石对顶砧砧面。然而，由于热电偶焊点本身具有一定的几何尺寸，在保证不接触金属垫片的同时将热电偶测温点靠近金刚石对顶砧砧面具有一定的操作难度。本发明是根据有限元温度场分析结合实验测温，对金刚石侧棱测温点位置没有苛刻的要求，出于实验操作的方便性，本发明将热电偶的测温点固定在两颗金刚石压砧侧棱1/2处。
有限元法是一种为求解偏微分方程边值问题近似解的数值技术。求解时对整个问题区域进行分解，每个子区域都成为简单的部分，这种简单部分就称作有限元。它通过变分方法，使得误差函数达到最小值并产生稳定解。本发明利用的是温度场拟合计算，将已知的热边界温度及模型材料的热输运性质相结合，即可得到整体的温度分布。
本发明将实验测量温度与有限元分析相结合，可以精确得出样品上下表面的温度及金刚石对顶砧整体的温度分布，因此对高温高压材料热输运性质的研究具有至关重要的作用。相比于前人的非接触式测温、接触式测温以及集成在金刚石压砧砧面的薄膜热电偶，本发明具有方法简单，易于实施，实验重复性好，测温范围广，温度测量精度高，可直接精确拟合出样品的温度等优点。本发明得到了国家自然科学基金(11674404，11374121,11404133,11774126，11604133))，吉林省科技进步计划(20140520105JH)，超硬材料国家重点实验室开放项目(201612)的支持。
附图说明
图1是本发明金刚石对顶砧装置的结构示意图。
图2是实施例2上金刚石压砧1实验温度测量和有限元分析图。
图3是实施例2下金刚石压砧2实验温度测量和有限元分析图。
图4是本发明测温原理流程图。
图5是实施例6样品厚150μm时本发明测得的与热电偶直接测得的样品4上表面温度对比图。
图6是实施例6样品厚150μm时本发明测得的与热电偶直接测得的样品4下表面温度对比图。
图7是实施例6样品厚250μm时本发明测得的与热电偶直接测得的样品4上表面温度对比图。
图8是实施例6样品厚250μm时本发明测得的与热电偶直接测得的样品4下表面温度对比图。
具体实施方式
实施例1结合附图1说明本发明的装置结构及组装。
图1中，1为上金刚石压砧，2为下金刚石压砧，5为上侧棱热电偶，6为上底面热电偶，7为下侧棱热电偶，8为下底面热电偶。可以利用银浆将热电偶测温点依次固定在两颗金刚石压砧的底面中心以及金刚石压砧侧棱1/2处。4根热电偶均选用K型热电偶，直径为100μm，热电偶的冷端连接到Keithley2700数据采集仪表上，该仪表搭载了7709系统附加模块，可对上、下金刚石压砧1、2的底面中心处和侧棱1/2处的4个测温点温度同时进行测量。上金刚石压砧1的砧面与下金刚石压砧2的砧面上下相对放置，将垫片3利用金刚石压砧提前预压，利用激光在压痕中心打孔充当样品腔，处理好的垫片3夹在上金刚石压砧1与下金刚石压砧2中间，使样品腔中心与金刚石压砧砧面中心重合，样品腔内填充样品4。上、下金刚石压砧1、2的底面周围放置电热丝作为热源。具体组装过程如下：
第一步：选择T301钢或者金属铼作为垫片材料，利用金刚石对顶砧预压垫片3，在垫片3上保留金刚石压砧砧面压痕。
第二步：利用激光打孔机在金刚石压砧砧面压痕中心处打孔充当样品腔，样品腔的直径应小于金刚石压砧砧面压痕直径。
第三步：如图1所示，选取4根线径100μm的K型热电偶，利用银浆分别将4个热电偶(上底面热电偶6，下底面热电偶8，上侧棱热电偶5，下侧棱热电偶7)依次固定在上、下金刚石压砧1、2的底面中心以及上、下金刚石压砧1、2侧棱1/2处的测温点上，并与Keithley2700数据采集仪表连接。
第四步：将两根螺旋缠绕的电热丝利用高温修补剂固定在上、下金刚石压砧1、2底面周围。固定后高温修补剂需要室温放置24小时，100℃烘干2～3小时，150℃烘干2～3小时。
第五步：在第二步制备好的金属垫片3的样品腔内填充样品4及红宝石，利用金刚石对顶砧为样品4提供实验需求压力，通过红宝石荧光峰进行压力标定。
第六步：将两根固定在金刚石压砧底面的热电偶(上底面热电偶6、下底面热电偶8)作为控温仪输入端，对应的将上、下金刚石压砧1、2底面周围放置的电热丝作为控温仪输出端，实现对两颗金刚石压砧底面温度的控制。
实施例2结合附图2、3、4说明样品温度的测量原理。
图2、3在实验中，通过布置在上、下金刚石压砧1、2底面中心和侧棱1/2处的热电偶(上底面热电偶6，下底面热电偶8，上侧棱热电偶5，下侧棱热电偶7)分别读取对应测温点的温度值t1、t2、t3、t4，将上下两颗金刚石压砧底面中心温度t1、t2和上下两颗金刚石压砧砧面输入温度t′1、t′2作为热边界条件分别输入两个有限元模型中，因为金刚石压砧、垫片3的热导率已知，金刚石压砧底面温度已知，因此只需要输入金刚石压砧砧面的温度，即可得到金刚石压砧整体的温度分布，此时人为地设定上、下两颗金刚石压砧1、2砧面输入温度t′1、t′2，读取有限元模型中上、下金刚石压砧1、2侧棱测温点的模拟温度t′3、t′4。对比t3、t4和t′3、t′4，如果t′3≠t3，则改变t′1输入温度值，如果t′4≠t4，则改变t′2输入温度值，直到t′3＝t3且t′4＝t4，则认为此时输入的上、下金刚石压砧1、2砧面输入温度t′1、t′2为真实实验中金刚石压砧砧面的温度，同时也是样品的上、下表面的实测温度。通过这一方法，同时也得到了金刚石对顶砧整体的温度分布，具体的实验模拟流程可以参考图4测温原理流程图。
实施例3利用有限元软件实现金刚石对顶砧内样品测温的实例1。
有限元软件使用公知的ANSYS软件。按上、下金刚石压砧1、2的几何尺寸底面直径3mm、砧面直径400μm，高度2.3mm构建两个有限元模型。
如实施例1给出的装置结构，上、下金刚石压砧1、2热导率为1500W/m·K。垫片3选用T301钢片，热导率对应为17W/m·K，垫片3直径为6mm，厚度为0.25mm，经预压打孔形成的样品腔内装入氯化钾材料的样品4，样品4热导率为10W/m·K，样品4厚度为50μm，样品4直径200μm。将上底面热电偶6、下底面热电偶8作为控温仪输入端，对应的将固定在上、下金刚石压砧1、2底面螺旋缠绕的电热丝作为控温仪输出端，实现对两颗金刚石压砧底面温度的控制。
如图2、3所示，实验过程中，通过布置在两颗金刚石压砧底面和侧棱的热电偶分别读取对应测温点的温度值——上金刚石压砧1底面中心温度t1＝450K、下金刚石压砧2底面中心温度t2＝500K、上金刚石压砧1侧棱温度t3＝451.87K、下金刚石压砧2侧棱温度t4＝498.13K。利用ANSYS软件，根据实验中金刚石压砧的几何尺寸构建对应上、下金刚石压砧的两个有限元模型。考虑到热输运测量过程中样品本身具有一定的温度梯度，分别以实验测量的上金刚石压砧1底面中心温度t1和上金刚石压砧1砧面的输入温度t′1作为热边界条件、和以下金刚石压砧2底面中心温度t2和下金刚石压砧2砧面的输入温度t′2作为热边界条件分别代入两个有限元模型。通过更改有限元模型中金刚石压砧砧面输入温度t′1、t′2，直到有限元软件模拟的金刚石压砧侧棱1/2处温度t′3、t′4与实验测量的金刚石压砧侧棱测温点温度t3、t4吻合，即t′3＝t3，t′4＝t4。此时有限元软件中输入的金刚石压砧砧面温度t′1、t′2即为真实实验中金刚石压砧砧面温度，同时也是样品上下表面的温度。即当上金刚石压砧1砧面的输入温度t′1＝455.72K时，侧棱测温点在有限元软件中模拟温度t′3＝451.87K，则上金刚石压砧1砧面真实温度也就是样品上表面测得的温度为455.72K；同样的，当下金刚石压砧2砧面的输入温度t′2＝494.28K时，侧棱测温点在有限元软件中模拟温度t′4＝498.13K，则下金刚石压砧2砧面实测温度也就是样品下表面实测温度为494.28K。
本发明方法测量样品温度不局限于500K左右，也适用于高温环境，考虑到金刚石压砧高温碳化，测量样品温度的上限可以达到1200K。
实施例4利用有限元软件实现金刚石对顶砧内样品测温的实例2、3。
按实施例3装置和测试条件，只改变垫片的材料，即用金属铼片作垫片3。则样品4上表面实测温度为459.82K，样品4下表面实测温度为490.17K。
按实施例3装置和测试条件，改用不同材料的样品4，即以橄榄石为样品4，该样品4的热导率为2W/m·K。则样品4上表面实测温度为454.49K，样品4下表面实测温度为495.51K。
测试结果与实施例3比较，表明不同的材料的垫片3或不同热导率的样品4均会影响样品4中的热流及温度的分布。
实施例5通过本发明的测温结果验证接触式测温方法所产生的实验误差。
接触式测温是通过将热电偶的测温点固定在金刚石压砧侧棱上，利用侧棱温度代替样品温度，但由于未能直接读取样品温度，这种测温方法的准确性需要进一步考证。本发明利用有限元拟合计算，根据真实实验几何尺寸，模拟了样品具有温度梯度情况下测温，并考查与接触式测温所产生的实验误差。
本实施例实验条件如下：选用砧面直径400μm、底面直径3mm，高度2.3mm的上、下金刚石压砧1、2，金属垫片3直径为6mm，厚度为0.25mm。金刚石热导率为1500W/m·K，垫片3分别选用T301钢片及金属铼片，热导率对应为17W/m·K和48W/m·K，根据样品种类不同，选取了热导率依次为2W/m·K(橄榄石)、10W/m·K(氯化钾)、50W/m·K(氧化镁)的材料充当样品4，样品4厚度为50μm、直径200μm。考虑到热输运测量过程中样品本身具有一定的温度梯度，分别在上、下金刚石压砧1、2底面控制450K和500K作为热边界条件。
利用有限元分析(过程同实施例2)分别进行不同实验条件下样品4的测试，样品上下表面的实测温度记为T2、T3。上下两颗金刚石压砧侧棱1/2处热电偶测量温度T1、T4，并且分析了在真实实验中利用两颗金刚石压砧侧棱温度差Td-t＝T4-T1代替样品上下表面温度差Td-s＝T3-T2所产生的实验误差。最后比较不同实验条件下两颗金刚石压砧侧棱测温点温度及样品上、下表面实测温度，结果列在表1中。
表1
根据表1可知，当金属垫片3相同时，随着样品4热导率的上升，接触式测温误差明显增加；当样品4不变时，热导率低的垫片3相对于热导率高的垫片3会产生相对小的误差，然而，这种误差仍然不可以被忽略。
为了进一步验证接触式测温方法所产生的实验误差，引进热导率大约为5W/m·K的NaCl充当隔热传压介质，在确保样品尺寸不改变的情况下，利用NaCl粉材将样品4与两颗金刚石压砧进行隔热处理，其他实验条件不变，将不同实验情况下各点温度以及接触式温度测量所产生的实验误差列在表2中。可以看出隔热传压介质的引入的确降低了接触式测温所造成的实验误差，但是其误差仍然不可以被忽略。因此同样说明了本发明的样品温度测量方法对于实验至关重要。
表2
实施例6验证本发明样品温度测量的准确性。
为了验证本发明测温方案的准确性，将欧米茄线径12.5μm的K型热电偶的测温点直接接触样品4表面，对比常压下本发明原理测量的样品4表面温度与直接布置在样品腔内部的热电偶读取的样品4表面温度(实验只进行了常压下的实验对比，因为高压环境会导致K型热电偶的断裂以及热电势随温度的变化关系随压力改变)。具体操作流程如下。
第一步：选择厚度为250μm的T301钢作为垫片3材料，利用金刚石对顶砧预压垫片3至100μm厚左右，在垫片3上保留金刚石压砧砧面压痕。
第二步：利用激光打孔机在垫片3上的砧面压痕中心处打孔，实验所使用的金刚石压砧砧面直径为400μm，压痕中心孔洞的直径为300μm。
第三步：为了确保样品腔内的热电偶不与金属垫片3接触，将氧化铝粉与环氧树脂按质量比4:1的比例混合制备绝缘粉，研磨均匀后填入钢片的孔洞和所有压痕内，再次利用金刚石对顶砧加压处理，压实后垫片3两侧金刚石压砧砧面压痕厚度150μm厚，压痕处均覆盖绝缘粉材。
第四步：选取4根线径100微米的热电偶，测温点分别固定在两颗金刚石压砧的底面中心以及金刚石压砧侧棱1/2处。
第五步：利用激光在第三步中的金刚石压砧砧面压痕圆心处打孔充当样品腔，样品腔的直径为200μm，在样品腔内填充NaCl作为样品4，样品4厚150μm，利用金刚石对顶砧将样品4压实。
第六步：将两根线径12.5μm的热电偶测温点进行细微打磨，分别将两根处理好的热电偶测温点放置在两颗金刚石压砧砧面中心处，填充好样品4的垫片3夹放在上、下金刚石压砧1、2之间，确保热电偶与金刚石压砧以及样品良好接触。
第七步：将缠绕好的两根电热丝利用高温修补剂固定在两颗金刚石压砧底面周围，利用控温仪连接电热丝以及对应的布置在金刚石压砧底面中心的热电偶，控制两颗金刚石压砧底面温度差维持100K不变，上金刚石压砧1底面温度从300K逐渐加温至400K，下金刚石压砧2底面温度从400K逐渐加温至500K。
第八步：对比利用本发明的方法得到样品4上下表面的温度以及通过布置在样品腔内部的热电偶读取样品4上下表面的温度，将通过两种方法测量的样品4上下表面温度绘制成图5及图6。
如图5、6所示，利用本发明测量的样品4表面温度与直接布置在样品腔内部热电偶读取的样品4表面温度有些许误差，但是两种测量方法所测量的温度差值几乎不变，考虑到热电偶测温点本身具有一定的几何尺寸，很有可能热电偶本身的尺寸影响了样品表面温度的测量，为了验证这种分析，更改了实验装置尺寸，即改变样品4的厚度为250μm，进一步对比了本发明样品4表面温度测量以及直接布置在样品腔内的热电偶所测量的样品温度。选择厚度为400μm的T301钢片作为垫片3材料，利用金刚石对顶砧预压至200μm厚左右，其余实验操作与样品4的厚度为150μm的步骤相同。
对比利用本发明的测温原理得到样品4上下表面的温度以及直接通过布置在样品腔内部的热电偶读取样品4上下表面的温度，将温度对比情况绘制成图7及图8。
对比图5及图7或者对比图6及图8，明显发现样品厚度增加后，本发明的测温方法与布置在样品腔内部的热电偶直接读取的样品表面温度吻合度更高，说明即使将热电偶直接放置在样品腔内部，由于热电偶本身尺寸相对于样品尺寸不可忽略，因此这种测温方式会产生一定的测量误差，进一步说明了本发明样品表面温度测量的准确性。
Claims (5)
1.一种金刚石对顶砧样品温度的测量方法，首先，对金刚石对顶砧装置进行组装；所述的对金刚石对顶砧装置进行组装，是将两颗金刚石压砧砧面上下相对放置，将垫片利用金刚石压砧提前预压，利用激光在压痕中心打孔充当样品腔，处理好的垫片夹在两颗金刚石压砧中间，使样品腔中心与金刚石压砧砧面中心重合，样品腔内填充样品；其次，对样品的上下表面温度进行测试；其特征在于，将4个热电偶的测温点分别固定在两颗金刚石压砧的底面中心和侧棱1/2处，金刚石压砧底面周围放置电热丝作为热源；所述的对样品的上下表面温度进行测试，是用有限元法对样品的上下表面温度进行测试，具体的是根据金刚石对顶砧几何尺寸构建两颗金刚石压砧的有限元模型，分别对两颗金刚石压砧温度进行拟合计算，将实验测量的两颗金刚石压砧底面温度和两颗金刚石压砧砧面的输入温度分别作为热边界条件输入有限元模型，并通过在有限元模型中重复改变两颗金刚石压砧砧面的输入温度，直至侧棱测温点在有限元软件中模拟温度和同一侧棱测温点实验测量的读取温度吻合，此时金刚石压砧砧面的输入温度为实验中金刚石压砧砧面的实测温度，同时也是与金刚石压砧砧面直接接触的样品表面的实测温度。
2.根据权利要求1所述的金刚石对顶砧样品温度的测量方法，其特征在于，所述的有限元软件，使用ANSYS软件。
3.根据权利要求1或2所述的金刚石对顶砧样品温度的测量方法，其特征在于，所述的热电偶，为K型热电偶，直径为100μm；热电偶的冷端连接到Keithley2700数据采集仪表上，该仪表搭载了7709系统附加模块。
4.根据权利要求1或2所述的金刚石对顶砧样品温度的测量方法，其特征在于，所述的根据金刚石对顶砧几何尺寸构建两颗金刚石压砧的有限元模型，是分别按金刚石压砧的底面、砧面及底面与砧面间的距离构建有限元模型。
5.根据权利要求1或2所述的金刚石对顶砧样品温度的测量方法，其特征在于，所述的金刚石压砧底面温度，是由控温仪进行控制的；具体的是将固定在金刚石压砧底面中心的热电偶作为控温仪输入端，对应的将金刚石压砧底面周围放置的电热丝作为控温仪输出端，实现对两颗金刚石压砧底面温度的控制。
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