CN113984829A - 一种通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置及测试方法，包括控温加热炉、底座、固定石英管、活动石英管、活动推杆、自平衡机构、位移传感器、计算机以及用于夹持薄膜材料试样两端的下活动夹具和上活动夹具，电源、第一铜丝、薄膜材料试样和第二铜丝形成电回路，用计算机和控温加热炉在一定的温度范围进行测试，计算机用于显示薄膜材料试样的应变‑温度曲线，通过计算曲线线型段的斜率即可获得其热膨胀系数。本发明可实现对薄膜材料在电流作用下的热膨胀系数进行测量，弥补了现有技术只能在非电场环境下测量薄膜材料热膨胀系数的不足，因此具有一定的工程和科学意义，应用前景广泛，测试装置简单，测试方法易实现。
Description
技术领域
本发明涉及热膨胀系数测试技术领域，具体涉及一种通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置及测试方法。
背景技术
随着微电子工业的快速发展，各种类型的导体材料得到了广泛的研究与应用。随着对导体材料研究的深入，人们逐渐意识到电流对导体材料服役时物理性能的影响。由电流载荷导致的电迁移行为和焦耳热效应使得导体材料在通电时的热膨胀性能和实际服役温度均与无电流作用时存在差异。其中，电迁移使材料中的晶格原子发生迁移，降低了材料的变形抗力，改变了材料的组织性能；焦耳热效应使材料的温度高于环境温度(设定温度)且呈不均匀状态，这些因素均会影响材料热膨胀系数的测定与计算。且现阶段各种电子产品呈不断微型化和多功能化演化趋势，使得电子元器件中导体元件的几何尺寸不断减小而密度不断上升。在这种前提下，电子产品服役时流经导体材料的电流密度不断攀升，电流载荷对微型导体材料(薄膜材料等)的通电热膨胀性能的影响相较于大型或中型导体材料应更明显。然而，目前暂无对薄膜材料的热膨胀系数在通电情况下进行测量的相关技术，从而限制了相关领域薄膜材料的应用。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置及测试方法，便于对薄膜材料的热膨胀系数在通电情况下进行测量，提高了薄膜材料在相关领域的应用范围。
本发明提供了一种通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置，包括控温加热炉、底座、固定石英管、活动石英管、活动推杆、自平衡机构、位移传感器和计算机，所述控温加热炉安装在所述底座上，所述固定石英管的下端安装在底座上，且固定石英管位于控温加热炉内，固定石英管的上端设有上活动夹具；所述自平衡机构安装在底座上，活动推杆的下端与自平衡机构连接或者接触配合，所述活动石英管的下端设有连接杆，连接杆与活动推杆的上端连接，活动石英管的上端设有下活动夹具；上活动夹具位于下活动夹具的上方，上活动夹具和下活动夹具分别用于夹持薄膜材料试样的上下两端，自平衡机构用于对夹持的薄膜材料试样施加预加载力；所述位移传感器安装在底座上，位移传感器的探测端与活动推杆的一侧连接；所述控温加热炉设有热电偶控温装置，热电偶控温装置用于对控温加热炉的炉膛进行加热；热电偶控温装置和位移传感器均与所述计算机电性连接，计算机用于采集并储存热电偶控温装置的测量温度和位移传感器的位移数据，计算机还用于显示夹持薄膜材料试样的应变-温度曲线；其特征在于：还包括电源、第一铜丝和第二铜丝；
所述电源布置在控温加热炉上，或者电源布置在控温加热炉外；
所述第一铜丝的一端与电源的正极/负极连接，第一铜丝的另一端穿过控温加热炉的厚壁布置在上活动夹具侧；所述第二铜丝的一端与电源的负极/正极连接，第二铜丝的另一端穿过控温加热炉的厚壁布置在下活动夹具侧；
当下活动夹具和上活动夹具分别夹持薄膜材料试样的两端后，第一铜丝的另一端与第二铜丝的另一端分别与薄膜材料试样的两端连接，电源、第一铜丝、薄膜材料试样和第二铜丝形成电回路。
优选地，所述活动推杆和活动石英管均位于固定石英管内，活动石英管和固定石英管呈同轴布置；固定石英管的上端设有第一封闭板，第一封闭板设有纵向贯穿的第一通孔，上活动夹具安装在第一封闭板上，上活动夹具与第一封闭板呈上下布置，且上活动夹具与第一通孔对应；活动石英管的上端设有第二封闭板，第二封闭板设有纵向贯穿的第二通孔，下活动夹具安装在第二封闭板上，第二封闭板和下活动夹具呈上下布置，且下活动夹具与第二通孔对应；上活动夹具的夹持位和下活动夹具的夹持位均在固定石英管的轴向中心线上。
优选地，所述固定石英管上设有径向贯穿的第一条形开口，活动石英管上对应第一条形开口处设有径向贯穿的第二条形开口。
优选地，所述热电偶控温装置设有热电偶，控温加热炉上设有第三安装孔，热电偶的温度感应端依次穿过第三安装孔和第一条形开口布置在第一封闭板和第二封闭板之间。
优选地，通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置还包括第一L形耐高温绝缘陶瓷管；
所述控温加热炉上设有第一安装孔，第一L形耐高温绝缘陶瓷管的短端与第一安装孔连接，第一L形耐高温绝缘陶瓷管位于控温加热炉内，第一L形耐高温绝缘陶瓷管的长端位于上活动夹具侧，第一铜丝的另一端穿过第一L形耐高温绝缘陶瓷管布置在上活动夹具侧。
优选地，通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置还包括第二L形耐高温绝缘陶瓷管；
所述控温加热炉上设有第二安装孔，第二L形耐高温绝缘陶瓷管的短端与第二安装孔连接，第二L形耐高温绝缘陶瓷管位于控温加热炉内，第二L形耐高温绝缘陶瓷管的长端位于下活动夹具侧，第二铜丝的另一端穿过第二L形耐高温绝缘陶瓷管布置在下活动夹具侧。
优选地，所述底座上设有安装腔，自平衡机构布置在安装腔内；安装腔顶部设有贯穿孔，活动推杆活动配合在贯穿孔内；位移传感器安装在安装腔内，活动推杆位于安装腔内的部分和位移传感器的探测端连接。
本发明还提供了一种通电下薄膜材料热膨胀系数的测试方法，使用如前所述的通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置，包括如下步骤：
S1：薄膜材料试样采用导电材料，薄膜材料试样呈条形且表面平整；
S2：将薄膜材料试样的两端分别通过上活动夹具和下活动夹具夹持；
S3：将第一铜丝的远电源一端与薄膜材料试样靠上活动夹具的一端连接，第二铜丝的远电源一端与薄膜材料试样靠下活动夹具的另一端连接，使电源、第一铜丝、薄膜材料试样和第二铜丝形成电回路；
S4：通过自平衡机构对薄膜材料试样施加一预加载力，预加载力的范围为0-1.2N；
S5：启动电源和计算机，计算机通过热电偶控温装置控制控温加热炉的炉膛温度，热电偶控温装置将炉膛温度实时传递给计算机，位移传感器将位移数据实时传递给计算机；
S6：计算机通过获得的实时位移数据和测量温度，显示出薄膜材料试样的应变-温度曲线。
优选地，所述薄膜材料试样的厚度不大于0.3mm；薄膜材料试样的宽度不大于4.5mm。
优选地，所述电源采用直流/交流电源，直流电流/交流电流的范围为0-30A；当电源采用交流电源时，采用电流输出绝对值恒定的交流电源。
本发明具有如下的有益效果：
1、该技术方案在测量薄膜材料的热膨胀系数随温度变化时引入了电流，可实现对薄膜材料在电流作用下的热膨胀系数进行测量，提高了薄膜材料在相关领域的应用范围，弥补了现有技术只能在非电场环境下测量薄膜材料热膨胀系数的不足；该装置的应用前景较广，实验装置简单，实际操作易于实现。此外，通过在电流作用下对薄膜材料试样的热膨胀系数进行测量，可让相关技术人员更加快速且精准地选择出应用在相关领域的对应薄膜材料，从而提高了薄膜材料在相关领域的应用范围，同时还缩短了薄膜材料应用在相关领域的生产设计或数值模拟的时间周期。
2、热电偶的布置可直接采集薄膜材料试样周边的温度，从而使得热电偶的温度采集更加精确。
3、第一L形耐高温绝缘陶瓷管和第二L形耐高温绝缘陶瓷管的设计，可有效地避免第一铜丝/第二铜丝与控温加热炉的内壁接触。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图；
图2为本发明一实施例中高纯度无氧铜薄膜的应变-温度曲线图；
图3为本发明一实施例中高纯度无氧镍薄膜的应变-温度曲线图。
附图标记：
1-控温加热炉，11-热电偶，12-第一安装孔，13-第二安装孔，14-第三安装孔，15-第一L形耐高温绝缘陶瓷管，16-第二L形耐高温绝缘陶瓷管，2-底座，21-安装腔，22-贯穿孔，3-固定石英管，31-上活动夹具，32-第一封闭板，33-第一通孔，34-第一条形开口，4-活动石英管，41-连接杆，42-下活动夹具，43-第二封闭板，44-第二通孔，45-第二条形开口，46-活动推杆，5-自平衡机构，6-位移传感器，7-计算机，8-电源，81-第一铜丝，82-第二铜丝，9-薄膜材料试样。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例提供的一种通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置，包括控温加热炉1、底座2、固定石英管3、活动石英管4、活动推杆46、自平衡机构5、位移传感器6和计算机7，控温加热炉1安装在底座2上，固定石英管3的下端安装在底座2上，且固定石英管3位于控温加热炉1内，固定石英管3的上端设有上活动夹具31。自平衡机构5安装在底座2上，活动推杆46的下端与自平衡机构5连接或者接触配合，活动石英管4的下端设有连接杆41，连接杆41与活动推杆46的上端连接，活动石英管4的上端设有下活动夹具42；上活动夹具31位于下活动夹具42的上方，上活动夹具31和下活动夹具42分别用于夹持薄膜材料试样9的上下两端，自平衡机构5用于对夹持的薄膜材料试样施加预加载力。本实施例中，活动石英管4和连接杆41呈一体结构。
所述位移传感器6安装在底座2上，位移传感器6的探测端与活动推杆46的一侧连接；控温加热炉1设有热电偶控温装置，热电偶控温装置用于对控温加热炉1的炉膛进行加热；热电偶控温装置和位移传感器6均与计算机7电性连接，计算机7用于采集并储存热电偶控温装置的测量温度和位移传感器6的位移数据，计算机7还用于显示夹持薄膜材料试样9热膨胀系数的应变-温度曲线。
通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置还包括电源8、第一铜丝81和第二铜丝82；电源8布置在控温加热炉1上，或者电源8布置在控温加热炉1外；第一铜丝81的一端与电源8的正极/负极连接，第一铜丝81的另一端穿过控温加热炉1的厚壁布置在上活动夹具31侧；第二铜丝82的一端与电源8的负极/正极连接，第二铜丝82的另一端穿过控温加热炉1的厚壁布置在下活动夹具42侧。
当下活动夹具42和上活动夹具41分别夹持薄膜材料试样9的两端后，第一铜丝81的另一端与第二铜丝82的另一端分别与薄膜材料试样9的两端连接，电源8、第一铜丝81、薄膜材料试样9和第二铜丝82形成电回路。
该技术方案在测量薄膜材料的热膨胀系数随温度变化时引入了电流，可实现对薄膜材料在电流作用下的热膨胀系数进行测量，提高了薄膜材料在相关领域的应用范围，弥补了现有技术只能在非电场环境下测量薄膜材料热膨胀系数的不足；该装置的应用前景较广，实验装置简单，实际操作易于实现。此外，通过在电流作用下对薄膜材料试样的热膨胀系数进行测量，可让相关技术人员更加快速且精准地选择出应用在相关领域的对应薄膜材料，从而提高了薄膜材料在相关领域的应用范围，同时还缩短了薄膜材料应用在相关领域的生产设计或数值模拟的时间周期。
活动推杆46和活动石英管4均位于固定石英管3内，活动石英管4和固定石英管3呈同轴布置；固定石英管3的上端设有第一封闭板32，第一封闭板32设有纵向贯穿的第一通孔33，上活动夹具31安装在第一封闭板32上，上活动夹具31与第一封闭板32呈上下布置，且上活动夹具31与第一通孔33对应。活动石英管4的上端设有第二封闭板43，第二封闭板43设有纵向贯穿的第二通孔44，下活动夹具42安装在第二封闭板43上，第二封闭板43和下活动夹具42呈上下布置，且下活动夹具42与第二通孔44对应。将薄膜材料试样置于第一封闭板32和第二封闭板43之间，薄膜材料试样9的上端穿过第一通孔33通过上活动夹具31夹持，薄膜材料试样9的下端穿过第二通孔44通过下活动夹具42夹持。而且，上活动夹具31的夹持位和下活动夹具42的夹持位均在固定石英管3的轴向中心线上，以保证上活动夹具31和下活动夹具42夹持的薄膜材料试样9保持在一个竖直状态，因为薄膜材料试样9若处于倾斜状态会影响测量结果。
为了便于将第二铜线82的另一端布置在下活动夹具42侧，固定石英管3上设有径向贯穿的第一条形开口34，活动石英管4上对应第一条形开口34处设有径向贯穿的第二条形开口45。第二铜线82的另一端依次穿过固定石英管3的第一条形开口34和活动石英管4的第二条形开口45，即可布置在下活动夹具42侧。
热电偶控温装置设有热电偶11，控温加热炉1上设有第三安装孔14，热电偶11的温度感应端依次穿过第三安装孔14和第一条形开口布置在第一封闭板32和第二封闭板43之间。热电偶11的布置可直接采集薄膜材料试样9周边的温度，从而使得热电偶11的温度采集更加精确。
此外，通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置还包括第一L形耐高温绝缘陶瓷管15；控温加热炉1上设有第一安装孔12，第一L形耐高温绝缘陶瓷管15的短端与第一安装孔12连接，第一L形耐高温绝缘陶瓷管15位于控温加热炉1内，第一L形耐高温绝缘陶瓷管15的长端位于上活动夹具31侧，第一铜丝81的另一端穿过第一L形耐高温绝缘陶瓷管15布置在上活动夹具31侧。通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置还包括第二L形耐高温绝缘陶瓷管16；控温加热炉1上设有第二安装孔13，第二L形耐高温绝缘陶瓷管16的短端与第二安装孔13连接，第二L形耐高温绝缘陶瓷管16位于控温加热炉1内，第二L形耐高温绝缘陶瓷管16的长端位于下活动夹具42侧，第二铜丝82的另一端穿过第二L形耐高温绝缘陶瓷管16布置在下活动夹具42侧。第一L形耐高温绝缘陶瓷管15和第二L形耐高温绝缘陶瓷管16的设计，可有效地避免第一铜丝81/第二铜丝82与控温加热炉1的内壁接触。
底座2上设有安装腔21，自平衡机构5布置在安装腔21内；安装腔21顶部设有贯穿孔22，活动推杆46活动配合在贯穿孔22内；位移传感器6安装在安装腔21内，活动推杆46位于安装腔21内的部分和位移传感器6的探测端连接。底座2的安装腔21起到隔热作用，避免自平衡机构5和位移传感器6长时间处于高温中。活动推杆46的纵向位移直接反应薄膜材料试样9的纵向位移，活动推杆46的纵向位移被位移传感器6实时检测，位移传感器6将检测到的位移数据反馈给计算机7。
本发明还公开了一种通电下薄膜材料热膨胀系数的测试方法，使用如前所述的通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置，包括如下步骤：
S1：薄膜材料试样采用导电材料，薄膜材料试样呈条形且表面平整；
S2：将薄膜材料试样的两端分别通过上活动夹具和下活动夹具夹持；
S3：将第一铜丝的远电源一端与薄膜材料试样靠上活动夹具的一端连接，第二铜丝的远电源一端与薄膜材料试样靠下活动夹具的另一端连接，使电源、第一铜丝、薄膜材料试样和第二铜丝形成电回路；
S4：通过自平衡机构5对薄膜材料试样9施加一预加载力，预加载力的范围为0-1.2N；
S5：启动电源8和计算机7，计算机7通过热电偶控温装置控制控温加热炉1的炉膛温度，热电偶控温装置将炉膛温度实时传递给计算机7，位移传感器6将位移数据实时传递给计算机7；
S6：计算机7通过获得的实时位移数据和测量温度，显示出薄膜材料试样9的应变-温度曲线。
本发明中，通过计算薄膜材料试样的应变-温度曲线中线型段的斜率，即可获得薄膜材料的热膨胀系数，计算出的薄膜材料的热膨胀系数为线膨胀系数。
其中，薄膜材料试样9的厚度不大于0.3mm；薄膜材料试样9的宽度不大于4.5mm。薄膜材料试样9的尺寸限制，便于准确地计算出薄膜材料试样9在通电下的热膨胀系数。
此外，自平衡机构5通过对活动推杆46、活动石英管4和下活动夹具41的支撑，进而调节对薄膜材料试样9的预加载力，该技术属于现有技术，在此不再赘述。
本发明中，电源采用直流/交流电源，直流电流/交流电流的范围为0-30A。其中，电流加载精度为±0.001A，交流电加载频率为1～50Hz，交流电加载频率精度为1Hz。温度场由控温加热炉1提供，可实现室温至1000℃范围内的温度加载，升温速率0.1℃/min～20℃/min，降温速率为0.1℃/min～10℃/min，温度加载精度为±0.01℃；以保证控温加热炉1的炉膛实现一个高精度的温度控制。当电源采用交流电源时，采用电流输出绝对值恒定的交流电源；此时，采用的交流电源为“方形波交流电源”；若波形为非方形波，则通电时电流大小和方向始终处于变化状态，由此所测得的应变-温度曲线必然波动较大(或呈非线性)，则无法推算出热膨胀系数。
前文提到的薄膜材料或者薄膜材料试样均为导电材料。电源8用于提供所需要的各种波形、大小、频率的直流电和交流电。计算机7用于整个测试装置的启动与断开控制以及数据采集与储存并最终形成曲线图像。
本发明中，控温加热炉、计算机、自平衡机构5、热电偶控温装置以及用于夹持试样两端的下活动夹具31和上活动夹具42均属于现有技术，其各自的具体结构以及连接方式在此不再赘述。
本发明所提供的技术方案可以实现薄膜材料试样在电流作用下其热膨胀系数的测量，通过两个案例来体现，如下：
案例一：薄膜材料试样采用高纯度无氧铜薄膜，其几何尺寸为0.1mm(厚)×2mm(宽)×16mm(长)，测试温度范围为25℃～200℃，温度加载速率为10℃/min，分别测定无电流作用与5×103A/cm2电流密度作用时高纯度无氧铜薄膜的应变(ε)-温度(ΔT)曲线图，如图2所示；横坐标(ΔT)为实际测量温度减去室温(25℃)的温度值，所以横坐标(ΔT)显示的是0℃-175℃的范围；选取图2曲线中的线型段并计算出线型段的斜率，即是高纯度无氧铜薄膜的热膨胀系数(TEC)，在5×103A/cm2电流密度作用下TECCu1＝2.03×10-5/℃，无电流作用时TECCu0＝1.59×10-5/℃。
案例二：薄膜材料试样采用高纯度无氧镍薄膜，其几何尺寸为0.1mm(厚)×2mm(宽)×16mm(长)，测试温度范围为25℃～200℃，温度加载速率为10℃/min，分别测定无电流作用与5×103A/cm2电流密度作用时高纯度无氧镍薄膜的应变(ε)-温度(ΔT)曲线图，如图3所示；横坐标(ΔT)为实际测量温度减去室温(25℃)的温度值，所以横坐标(ΔT)显示的是0℃-175℃的范围；选取图3曲线中的线型段并计算出线型段的斜率，即是高纯度无氧镍薄膜的热膨胀系数(TEC)，在5×103A/cm2电流密度作用下TECNi1＝2.34×10-5/℃，无电流作用时TECNi0＝1.29×10-5/℃。
需要说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置，包括控温加热炉、底座、固定石英管、活动石英管、活动推杆、自平衡机构、位移传感器和计算机，所述控温加热炉安装在所述底座上，所述固定石英管的下端安装在底座上，且固定石英管位于控温加热炉内，固定石英管的上端设有上活动夹具；所述自平衡机构安装在底座上，活动推杆的下端与自平衡机构连接或者接触配合，所述活动石英管的下端设有连接杆，连接杆与活动推杆的上端连接，活动石英管的上端设有下活动夹具；上活动夹具位于下活动夹具的上方，上活动夹具和下活动夹具分别用于夹持薄膜材料试样的上下两端，自平衡机构用于对夹持的薄膜材料试样施加预加载力；所述位移传感器安装在底座上，位移传感器的探测端与活动推杆的一侧连接；所述控温加热炉设有热电偶控温装置，热电偶控温装置用于对控温加热炉的炉膛进行加热；热电偶控温装置和位移传感器均与所述计算机电性连接，计算机用于采集并储存热电偶控温装置的测量温度和位移传感器的位移数据，计算机还用于显示夹持薄膜材料试样的应变-温度曲线；其特征在于：还包括电源、第一铜丝和第二铜丝；
所述电源布置在控温加热炉上，或者电源布置在控温加热炉外；
所述第一铜丝的一端与电源的正极/负极连接，第一铜丝的另一端穿过控温加热炉的厚壁布置在上活动夹具侧；所述第二铜丝的一端与电源的负极/正极连接，第二铜丝的另一端穿过控温加热炉的厚壁布置在下活动夹具侧；
当下活动夹具和上活动夹具分别夹持薄膜材料试样的两端后，第一铜丝的另一端与第二铜丝的另一端分别与薄膜材料试样的两端连接，电源、第一铜丝、薄膜材料试样和第二铜丝形成电回路。
2.根据权利要求1所述的通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置，其特征在于：
所述活动推杆和活动石英管均位于固定石英管内，活动石英管和固定石英管呈同轴布置；固定石英管的上端设有第一封闭板，第一封闭板设有纵向贯穿的第一通孔，上活动夹具安装在第一封闭板上，上活动夹具与第一封闭板呈上下布置，且上活动夹具与第一通孔对应；活动石英管的上端设有第二封闭板，第二封闭板设有纵向贯穿的第二通孔，下活动夹具安装在第二封闭板上，第二封闭板和下活动夹具呈上下布置，且下活动夹具与第二通孔对应；上活动夹具的夹持位和下活动夹具的夹持位均在固定石英管的轴向中心线上。
3.根据权利要求2所述的通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置，其特征在于：
所述固定石英管上设有径向贯穿的第一条形开口，活动石英管上对应第一条形开口处设有径向贯穿的第二条形开口。
4.根据权利要求3所述的通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置，其特征在于：
所述热电偶控温装置设有热电偶，控温加热炉上设有第三安装孔，热电偶的温度感应端依次穿过第三安装孔和第一条形开口布置在第一封闭板和第二封闭板之间。
5.根据权利要求1所述的通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置，其特征在于：还包括第一L形耐高温绝缘陶瓷管；
所述控温加热炉上设有第一安装孔，第一L形耐高温绝缘陶瓷管的短端与第一安装孔连接，第一L形耐高温绝缘陶瓷管位于控温加热炉内，第一L形耐高温绝缘陶瓷管的长端位于上活动夹具侧，第一铜丝的另一端穿过第一L形耐高温绝缘陶瓷管布置在上活动夹具侧。
6.根据权利要求1所述的通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置，其特征在于：还包括第二L形耐高温绝缘陶瓷管；
所述控温加热炉上设有第二安装孔，第二L形耐高温绝缘陶瓷管的短端与第二安装孔连接，第二L形耐高温绝缘陶瓷管位于控温加热炉内，第二L形耐高温绝缘陶瓷管的长端位于下活动夹具侧，第二铜丝的另一端穿过第二L形耐高温绝缘陶瓷管布置在下活动夹具侧。
7.根据权利要求1所述的通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置，其特征在于：
所述底座上设有安装腔，自平衡机构布置在安装腔内；安装腔顶部设有贯穿孔，活动推杆活动配合在贯穿孔内；位移传感器安装在安装腔内，活动推杆位于安装腔内的部分和位移传感器的探测端连接。
8.一种通电下薄膜材料热膨胀系数的测试方法，使用权利要求1-7任一项所述的通电下薄膜材料热膨胀系数的测试装置，其特征在于，包括如下步骤：
S1：薄膜材料试样采用导电材料，薄膜材料试样呈条形且表面平整；
S2：将薄膜材料试样的两端分别通过上活动夹具和下活动夹具夹持；
S3：将第一铜丝的远电源一端与薄膜材料试样靠上活动夹具的一端连接，第二铜丝的远电源一端与薄膜材料试样靠下活动夹具的另一端连接，使电源、第一铜丝、薄膜材料试样和第二铜丝形成电回路；
S4：通过自平衡机构对薄膜材料试样施加一预加载力，预加载力的范围为0-1.2N；
S5：启动电源和计算机，计算机通过热电偶控温装置控制控温加热炉的炉膛温度，热电偶控温装置将炉膛温度实时传递给计算机，位移传感器将位移数据实时传递给计算机；
S6：计算机通过获得的实时位移数据和测量温度，显示出薄膜材料试样的应变-温度曲线。
9.根据权利要求8所述的通电下薄膜材料热膨胀系数的测试方法，其特征在于：
所述薄膜材料试样的厚度不大于0.3mm；薄膜材料试样的宽度不大于4.5mm。
10.根据权利要求8所述的通电下薄膜材料热膨胀系数的测试方法，其特征在于：
所述电源采用直流/交流电源，直流电流/交流电流的范围为0-30A；当电源采用交流电源时，采用电流输出绝对值恒定的交流电源。
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