CN108918976B - 一种多通道高温介电温谱测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多通道高温介电温谱测试装置，包括夹具以及与该夹具电气连接的检测设备，夹具至少包括一夹持机构和一隔热板(4)，夹持机构进一步包括不锈钢底板(10)，不锈钢底板(10)上固定设置银极底板作为多通道共用的银底电极(7)，每个通道独立设置一个热电偶(2)，热电偶(2)一端埋于银底电极(7)之中，另一端与检测设备电气连接；每个通道均设置一银螺栓顶电极(5)，被测样品夹持在银螺栓顶电极(5)和银底电极(7)之间并通过一固定机构调节松紧将其紧密固定。采用本发明的技术方案，能够准确的测定样品温度，并且可测试的温度范围大，测试不同温度下材料的介电性能，且成本低。

Description

一种多通道高温介电温谱测试装置
技术领域
本发明涉及材料性能测试技术领域，具体地，涉及一种多通道高温介电温谱测试装置。
背景技术
电子材料在现今高新技术领域中发挥着重要的作用。科技水平的不断发展，对电子材料的性能提出了更高的要求，相应地，对电子材料的测试设备也提出了更高的要求。
其中介电特性是电介质材料极其重要的特质。在实际应用中，电介质材料的介电常数和介电损耗是非常重要的参数。制造不同的器件需要不同的介电常数及损耗因数。介质损耗和介电损耗是各种材料的一项重要的物理性质，通过测定介质损耗正切角和介电常数，可进一步了解影响介质损耗和介电常数的各种因素，为提高材料的性能提供依据。
现有技术中，多数介电测试装置通常只能在常温下进行测试，或者测试的温度范围比较小，不适用于一些须在高温下保持良好性能的材料的测试，常温下介电材料的介电特性不能完全反映出介电材料在不同温度下的情况。目前已有的一些技术中，已经可以做到在高温下测试介电系数，但是仍然存在着一些问题。其中，现有技术通常使用一组热电偶测试多个通道样品的温度，由于箱体中存在温度分布，导致实际样品温度不准，影响实验结果。另外，现有的夹具中采用弹簧来夹持也是常见的，但是用弹簧来夹持存在两个问题，第一，弹簧在高温下使用会失去弹性，第二，用弹簧来夹持难以调节夹持的松紧，可能导致某些易碎材质的样品破裂或者松脱。以上所述的问题都将会影响到高温下样品性能的测试。
故，针对现有技术的缺陷，实有必要提出一种技术方案以解决现有技术存在的技术问题。
发明内容
有鉴于此，为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种多通道高温介电温谱测试装置，能够有效的解决样品测试过程中测温不准的问题，并能在较大的温度范围内测试样品的介电性能，从而更好地反映材料在使用环境下地实际性能，且制造成本低。
为了解决现有技术存在的技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种多通道高温介电温谱测试装置，包括夹具以及与该夹具电气连接的检测设备，所述夹具至少包括一夹持机构和一隔热板(4)，所述夹持机构设置在高温腔体中，用于在夹持被测样品；所述隔热板(4)用于封闭高温腔体；
其中，所述夹持机构进一步包括不锈钢底板(10)，所述不锈钢底板(10)上固定设置银极底板作为多通道共用的银底电极(7)，每个通道独立设置一个热电偶(2)，所述热电偶(2)一端埋于银底电极(7)之中，另一端与检测设备电气连接；每个通道均设置一银螺栓顶电极(5)，被测样品夹持在所述银螺栓顶电极(5)和银底电极(7)之间并通过一固定机构调节松紧将其紧密固定；
所述银螺栓顶电极(5)通过第一导线(1)与检测设备电气连接；所述银底电极(7)通过第二导线(3)与检测设备电气连接；
所述隔热板(4)中横插有氧化铝管(9),第一导线(1)和第二导线(3)从所述氧化铝管(9)中穿过；所述氧化铝管(9)套装设置小不锈钢板(11)，并通过第二不锈钢螺栓(13)将小不锈钢板(11)固定在不锈钢底板(10)上从而将整个夹持机构固定于隔热板(4)上。
作为优选的技术方案，所述检测设备包括测试设备和测温设备，所述测试设备与所述银螺栓顶电极(5)和银底电极(7)电气连接，用于获得介电参数；所述测温设备与所述热电偶(2)电气连接，用于获得温度参数。
作为优选的技术方案，所述固定机构至少包括陶瓷螺栓(6)和不锈钢条(12)，所述不锈钢条(12)上固定设置银螺栓顶电极(5)，并通过陶瓷螺栓(6)将其固定在不锈钢底板(10)上。
作为优选的技术方案，所述的陶瓷螺栓(6)能够转动，用于调节银螺栓顶电极(5)和银底电极(7)的松紧，从而实现固定被测样品。
作为优选的技术方案，所述的被测样品为各种电子材料。
作为优选的技术方案，所述的隔热板(4)中装有保温隔热砖。
作为优选的技术方案，所述热电偶(2)为镍铬热电偶，采用分立热电偶，每个通道对应一个热电偶。
作为优选的技术方案，设置4路测试通道，所述第一导线(1)一端连于银螺栓顶电极(5)，另一端穿过氧化铝管(9)通过4选1切换设备与测试设备相连接；所述第二导线(3)一端连于银底电极(7)，另一端穿过氧化铝管(9)连于测试设备；所述热电偶(2)一端埋于银底电极(7)之中，另一端穿过氧化铝管(9)通过4选1切换设备与测温设备相连接。
与现有技术相比较，本发明的技术效果如下：
1)、顶电极使用地是银螺栓电极，底电极使用地是银板，由于使用的都是银质材料有很好的导电性和较高地熔点，可以将测试温度的范围扩大，可测试到850℃左右。
2)、热电偶埋于银底电极中，离被测试样品的距离近，使得测温准确。并且采用的是分立热电偶，每个通道一个热电偶，可以精确的测出每一个通道样品的温度，规避了传统技术使用一个热电偶测试4个通道温度所带来的测温不准的问题。
3)、多个通道共用一个银底电极，由于银导电性强、导热性能好，可使温度传导快，也可使测温准确。
4)、样品的上下电极通过陶瓷螺栓固定和调节，可随意调节夹具的松紧，避免夹具过松导致样品掉落或是夹具太紧导致样品破裂的问题，且陶瓷螺栓耐热性好，可在高温下使用，可解决传统弹簧夹具在高温下弹簧失去弹性导致样品脱落的问题。
5)、夹具有多个通道，每个通道对应一个样品，可以单独测试一个样品，也可以多个样品一起测试，配合4选1切换设备，可以分别测出每个样品的温度和介电数据。
6)、夹持机构与隔热板一体设置并可拆卸，方便样品安装固定，同时能够实现样品相对于隔热板垂直固定，由于在同一个水平平面的温度基本稳定，从而提高测试精度。
7)、制作夹具所使用的元件都是很常见的，价格便宜。且整个夹具的安装非常简单。成本低，安装方便，便于批量生产。
附图说明
图1是本发明实施例提供的多通道高温介电温谱测试夹具的机构俯视图。
图2是本发明实施例提供的多通道高温介电温谱测试夹具的机构侧视图。
如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明提供的技术方案作进一步说明。
如图1和2所示，本发明实施例多通道高温介电温谱测试夹具，其包括两部分：前端的夹持机构、后端的隔热板。前端的夹持机构包括不锈钢底板(10)、第一导线(1)、第二导线(3)、热电偶(2)、银螺栓顶电极(5)、银底电极(7)、第一不锈钢螺栓(8)、陶瓷螺栓(6)、小不锈钢板(11)、不锈钢条(12)和第二不锈钢螺栓(13)。其中，第一不锈钢螺栓(8)将银底电极(7)固定在不锈钢底板(10)上，银底电极为4个通道所共用，利用银的良好导热性能，可迅速传到温度使测温更加准确。夹具的电极使用的使银螺栓顶电极和银底电极，采用熔点高、导电性好银质电极，可以扩大测试温度的范围，可将范围扩大到850℃左右。陶瓷螺栓(6)上端通过不锈钢条(12)和银螺栓顶电极(5)结合在一起，下端则与不锈钢底板(10)固定，通过旋松或旋紧陶瓷螺栓(6)来调节夹具的松紧，可以避免由于夹具太紧或太松导致的样品破裂、脱落问题。而耐高温的陶瓷螺栓(6)可在高温下使用，解决了传统夹具在高温下失去弹性的问题。热电偶(2)埋于银底电极(7)之中，与样品保持很近的距离，使测温更加接近样品温度。且热电偶采用的是分立热电偶，每个通道一个热电偶，可测出每个样品的独立温度，避免了传统技术一个热电偶测试4个通道存在测温不准的问题。所述第一导线(1)一端连于银螺栓顶电极，另一端穿过氧化铝管(9)连于4选1切换设备并连接于测试设备,所述第二导线(3)一端连于银底电极，另一端穿过氧化铝管(9)连于测试设备。第一导线(1)和第二导线(3)将夹具的4个通道与设备连接起来后，可单独测试一个样品，也可同时测试多个样品，得出每个通道独立的温度、介电数据。
后端的隔热板包括隔热板(4)和氧化铝管(9)。其中，氧化铝管横插于隔热板之中，用于导线和热电偶穿过隔热板。隔热板作用在于，升温时防止热量散发，充当升温炉的炉门。
第二不锈钢螺栓(13)将小不锈钢板(12)固定在不锈钢底板(10)上，且小不锈钢板(12)和不锈钢底板(10)的侧面都钻有孔洞，将氧化铝管穿过孔洞，并用耐高温胶将氧化铝管和不锈钢板固定，这样就将前端的夹持机构和后端的隔热板连接成一体。
下面以压电陶瓷为例介绍本发明的具体原理及操作方法：将测试的压电陶瓷放在银质螺栓和银板之间，然后调节耐高温绝缘螺栓将样品夹紧。然后将夹具放入升温炉子中，再将测试、测温设备和4选1切换设备打开，切换设备会按次序切换通道，测试出每个样品的实时温度和在此温度下的介电常数和介电损耗。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种多通道高温介电温谱测试装置，其特征在于，包括夹具以及与该夹具电气连接的检测设备，所述夹具至少包括一夹持机构和一隔热板(4)，所述夹持机构设置在高温腔体中，用于在夹持被测样品；所述隔热板(4)用于封闭高温腔体；
其中，所述夹持机构进一步包括不锈钢底板(10)，所述不锈钢底板(10)上固定设置银极底板作为多通道共用的银底电极(7)，每个通道独立设置一个热电偶(2)，所述热电偶(2)一端埋于银底电极(7)之中，另一端与检测设备电气连接；每个通道均设置一银螺栓顶电极(5)，被测样品夹持在所述银螺栓顶电极(5)和银底电极(7)之间并通过一固定机构调节松紧将其紧密固定；
所述银螺栓顶电极(5)通过第一导线(1)与检测设备电气连接；所述银底电极(7)通过第二导线(3)与检测设备电气连接；
所述隔热板(4)中横插有氧化铝管(9),第一导线(1)和第二导线(3)从所述氧化铝管(9)中穿过；所述氧化铝管(9)套装设置小不锈钢板(11)，并通过第二不锈钢螺栓(13)将小不锈钢板(11)固定在不锈钢底板(10)上从而将整个夹持机构固定于隔热板(4)上。
2.根据权利要求1所述的多通道高温介电温谱测试装置，其特征在于，所述检测设备包括测试设备和测温设备，所述测试设备与所述银螺栓顶电极(5)和银底电极(7)电气连接，用于获得介电参数；所述测温设备与所述热电偶(2)电气连接，用于获得温度参数。
3.根据权利要求1或2所述的多通道高温介电温谱测试装置，其特征在于，所述固定机构至少包括陶瓷螺栓(6)和不锈钢条(12)，所述不锈钢条(12)上固定设置银螺栓顶电极(5)，并通过陶瓷螺栓(6)将其固定在不锈钢底板(10)上。
4.根据权利要求3所述的多通道高温介电温谱测试装置，其特征在于，所述的陶瓷螺栓(6)能够转动，用于调节银螺栓顶电极(5)和银底电极(7)的松紧，从而实现固定被测样品。
5.根据权利要求1或2所述的多通道高温介电温谱测试装置，其特征在于，所述的被测样品为各种电子材料。
6.根据权利要求1或2所述的多通道高温介电温谱测试装置，其特征在于，所述的隔热板(4)中装有保温隔热砖。
7.根据权利要求1或2所述的多通道高温介电温谱测试装置，其特征在于，所述热电偶(2)为镍铬热电偶，采用分立热电偶，每个通道对应一个热电偶。
8.根据权利要求1或2所述的多通道高温介电温谱测试装置，其特征在于，设置4路测试通道，所述第一导线(1)一端连于银螺栓顶电极(5)，另一端穿过氧化铝管(9)通过4选1切换设备与测试设备相连接；所述第二导线(3)一端连于银底电极(7)，另一端穿过氧化铝管(9)连于测试设备；所述热电偶(2)一端埋于银底电极(7)之中，另一端穿过氧化铝管(9)通过4选1切换设备与测温设备相连接。
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