CN204479610U - 基于扫描探针显微镜的材料耐电晕放电老化性能检测装置 - Google Patents
基于扫描探针显微镜的材料耐电晕放电老化性能检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204479610U CN204479610U CN201520207523.3U CN201520207523U CN204479610U CN 204479610 U CN204479610 U CN 204479610U CN 201520207523 U CN201520207523 U CN 201520207523U CN 204479610 U CN204479610 U CN 204479610U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- scanning probe
- probe microscopy
- microscopy
- ageing properties
- corona
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
基于扫描探针显微镜的材料耐电晕放电老化性能检测装置，涉及一种材料耐电晕放电老化性能检测装置。本发明是为了解决现有的针板电晕放电测试装置在检测材料放电老化性能时，不能原位的连续检测材料的变化的问题。导电纸的另一端与导电悬臂的一端连接；导电悬臂悬挂在压电陶瓷扫描器的上方；扫描探针显微镜的探针固定在导电悬臂的另一端；压电陶瓷扫描器的上端放置有样品，扫描探针显微镜的探针位于样品的上方；激光器发射的激光入射至扫描探针显微镜的探针背面，激光经扫描探针显微镜的探针反射至探测器；继电器、计时器和电流表均串联在保护电阻和高压电源之间。本发明适用于材料耐电晕放电老化性能检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种材料耐电晕放电老化性能检测装置。
背景技术
在材料科学探索中，对纳米电介质材料从宏观向下深入至介观(nm尺度的原子构成的结构单元)、微观(原子级)层次的深入研究，使得电介质理论得到长足发展，进入低维系统，可以有效描述奇异理化特性和尺度效应等纳米科学中的特殊现象，以建立各个层次(微观、介观和宏观)间的相互关联的理论体系为目的，其核心在于研究介于宏观和微观之间的介观领域的电介质材料行为特性，该层面尚未被深入系统研究过。
目前对纳米电介质材料的分析手段中，如介电谱、刺激电流、光谱分析、动态力学分析仪等，分析结果主要体现的是被测样品的平均性能，缺少空间分辨率；具有空间分辨率的显微手段，如电子显微镜，X射线散射等，仅能表征复合材料的微观界面形貌,无法直观反映微观界面作用对宏观介电性能的影响，缺少对测试样品进一步处理并原位表征变化的手段。而SPM因为具有一个可以功能化的微探针，使得其在区分材料不同微区性能上具有难以替代的作用。
电晕老化实验研究纳米电介质材料常用的一种常用方式，一般的针板电晕放电测试装置如图1如示，用以检测材料的耐电晕特性，同时需要分析材料在电晕过程中的变化。一般的装置仅仅起到电晕老化的作用，分析材料变化时需要将试样取下，不能原位的连续表征材料的变化。
且一般装置的的缺点还有：针曲率半径在100m左右，针板距离1-2mm，作用面积大，针电极作用单一，不能原位检测，需要人工计时等。
发明内容
本发明是为了解决现有的针板电晕放电测试装置在检测材料电晕放电老化性能不能原位的连续检测材料的变化的问题，从而提供一种基于扫描探针显微镜的材料耐电晕放电老化性能检测装置。
基于扫描探针显微镜的材料耐电晕放电老化性能检测装置，它包括导电纸1、保护电阻2和高压电源3；所述导电纸1的一端通过保护电阻2接入高压电源3；
它还包括扫描探针显微镜、继电器、计时器和电流表12；
扫描探针显微镜包括导电悬臂5、压电陶瓷扫描器9、激光器7、探测器8；压电陶瓷扫描器9接入电源；
导电纸1的另一端与导电悬臂5的一端连接；导电悬臂5悬挂在压电陶瓷扫描器9的上方，且与水平方向的夹角为锐角；扫描探针显微镜的探针6固定在导电悬臂5的另一端；
压电陶瓷扫描器9的上端放置有样品4，所述扫描探针显微镜的探针6位于样品4的上方，且与样品6之间的距离为d，d通过压电陶瓷扫描器9控制在亚微米至微米范围内；
激光器7发射的激光入射至扫描探针显微镜的探针6背面，所述激光经扫描探针显微镜的探针6反射至探测器8；
继电器、计时器和电流表12均串联在保护电阻2和高压电源3之间。
它还包括计算机10和显示器11；所述计算机10的显示信号输出端与显示器11的显示信号输入端连接；所述探测器8的电信号输出端与计算机10的探测器信号输入端连接；计算机10的反馈控制信号输出端与压电陶瓷扫描器9的控制信号输入端连接。
扫描探针显微镜为多模式电场力显微镜、开尔文力显微镜、压电力显微镜、扫描电容显微镜或磁场力显微镜。
本发明能够在材料电晕老化过程中暂停老化，原位检测材料的各种变化，之后继续电晕老化作用，电晕老化击穿材料后，亦可检测材料的变化情况。解决了现有的针板电晕放电测试装置在检测材料放电老化性能不能原位的连续检测材料的变化的问题。
附图说明
图1是背景技术中所述的一般的针板电晕放电测试装置的结构示意图；
图2是本发明的结构示意图；
具体实施方式
具体实施方式一、结合图2说明本具体实施方式，基于扫描探针显微镜的材料耐电晕放电老化性能检测装置，它包括导电纸1、保护电阻2和高压电源3；所述导电纸1的一端通过保护电阻2接入高压电源3；
它还包括扫描探针显微镜、继电器、计时器和电流表12；
扫描探针显微镜包括导电悬臂5、压电陶瓷扫描器9、激光器7、探测器8；压电陶瓷扫描器9接入电源；
导电纸1的另一端与导电悬臂5的一端连接；导电悬臂5悬挂在压电陶瓷扫描器9的上方，且与水平方向的夹角为锐角；扫描探针显微镜的探针6固定在导电悬臂5的另一端；
压电陶瓷扫描器9的上端放置有样品4，所述扫描探针显微镜的探针6位于样品4的上方，且与样品6之间的距离为d，d通过压电陶瓷扫描器9控制在亚微米至微米范围内；激光器7发射的激光入射至扫描探针显微镜的探针6背面，所述激光经扫描探针显微镜的探针6反射至探测器8；继电器、计时器和电流表12均串联在保护电阻2和高压电源3之间。
具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的基于扫描探针显微镜的材料耐电晕放电老化性能检测装置的区别在于，它还包括计算机10和显示器11；所述计算机10的显示信号输出端与显示器11的显示信号输入端连接；所述探测器8的电信号输出端与计算机10的探测器信号输入端连接；计算机10的反馈控制信号输出端与压电陶瓷扫描器9的控制信号输入端连接。
具体实施方式三、本具体实施方式与具体实施方式一或二所述的基于扫描探针显微镜的材料耐电晕放电老化性能检测装置的区别在于，扫描探针显微镜为多模式电场力显微镜、开尔文力显微镜、压电力显微镜、扫描电容显微镜或磁场力显微镜等。
本发明依托扫描探针显微镜(Scanning Probe Microscope，SPM)，构建针板电晕装置，利用SPM微小导电探针(曲率半径为数十nm)，以及微距离控制系统(垂直方向精度可在1微米内)搭建针-板电极电介质材料耐电晕老化系统。探针与样品间的垂直距离、工作点在样品上的水平位置，采用SPM自身的控制系统进行控制。
本发明的优点：针电极曲率半径小、针板距离近，优化了2-3个数量级，老化作用面积小，原位检测多种性能的变化(多模式电场力显微镜(Electric Force Microscope,EFM)、开尔文力显微镜(Kelvin Force Microscopy，KFM)、压电力显微镜(PiezoelectricForce Microscopy,PFM)、扫描电容显微镜(Scanning Capacitance Microscopy，SCM)、磁场力显微镜(Magnetic Force Microscopy，MFM)等，适合研究纳米电介质，外接保护电路(电阻、继电器、计时器)，能够在老化过程中暂停老化，原位检测材料的各种变化，之后继续老化作用，电晕老化击穿材料后，亦可检测材料的变化情况。
Claims (3)
1.基于扫描探针显微镜的材料耐电晕放电老化性能检测装置，它包括导电纸(1)、保护电阻(2)和高压电源(3)；所述导电纸(1)的一端通过保护电阻(2)接入高压电源(3)；
其特征是：它还包括扫描探针显微镜、继电器、计时器和电流表(12)；
扫描探针显微镜包括导电悬臂(5)、压电陶瓷扫描器(9)、激光器(7)和探测器(8)；压电陶瓷扫描器(9)接入电源；
导电纸(1)的另一端与导电悬臂(5)的一端连接；导电悬臂(5)悬挂在压电陶瓷扫描器(9)的上方，且与水平方向的夹角为锐角；扫描探针显微镜的探针(6)固定在导电悬臂(5)的另一端；
压电陶瓷扫描器(9)的上端放置有样品(4)，所述扫描探针显微镜的探针(6)位于样品(4)的上方，且与样品(6)之间的距离为d，d通过压电陶瓷扫描器(9)控制在亚微米至微米范围内；
激光器(7)发射的激光入射至扫描探针显微镜的探针(6)背面，所述激光经扫描探针显微镜的探针(6)反射至探测器(8)；
继电器、计时器和电流表(12)均串联在保护电阻(2)和高压电源(3)之间。
2.根据权利要求1所述的基于扫描探针显微镜的材料耐电晕放电老化性能检测装置，其特征在于它还包括计算机(10)和显示器(11)；所述计算机(10)的显示信号输出端与显示器(11)的显示信号输入端连接；所述探测器(8)的电信号输出端与计算机(10)的探测器信号输入端连接；计算机(10)的反馈控制信号输出端与压电陶瓷扫描器(9)的控制信号输入端连接。
3.根据权利要求1所述的基于扫描探针显微镜的材料耐电晕放电老化性能检测装置，其特征在于扫描探针显微镜为多模式电场力显微镜、开尔文力显微镜、压电力显微镜、扫描电容显微镜或磁场力显微镜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520207523.3U CN204479610U (zh) | 2015-04-08 | 2015-04-08 | 基于扫描探针显微镜的材料耐电晕放电老化性能检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520207523.3U CN204479610U (zh) | 2015-04-08 | 2015-04-08 | 基于扫描探针显微镜的材料耐电晕放电老化性能检测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204479610U true CN204479610U (zh) | 2015-07-15 |
Family
ID=53635397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520207523.3U Expired - Fee Related CN204479610U (zh) | 2015-04-08 | 2015-04-08 | 基于扫描探针显微镜的材料耐电晕放电老化性能检测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204479610U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107923591A (zh) * | 2015-09-07 | 2018-04-17 | 大日本印刷株式会社 | 照明装置 |
-
2015
- 2015-04-08 CN CN201520207523.3U patent/CN204479610U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107923591A (zh) * | 2015-09-07 | 2018-04-17 | 大日本印刷株式会社 | 照明装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204515074U (zh) | 基于扫描探针显微镜的材料耐高电压实验及检测装置 | |
| Peng et al. | Mapping the space charge at nanoscale in dielectric polymer nanocomposites | |
| TW201504630A (zh) | 使用自我檢知型懸臂的掃描型探針顯微鏡式探針裝置 | |
| CN103176110A (zh) | 一种中压开关柜局部放电检测试验平台 | |
| Han et al. | Micro electric field sensors: Principles and applications | |
| CN102279288B (zh) | 采用原子力显微镜测量样品界面势垒的装置以及方法 | |
| CN109765466A (zh) | 基于fib-sem双束系统的纳米真空间隙击穿特性实验装置及方法 | |
| JP5340119B2 (ja) | 走査型プローブ顕微鏡における探針とサンプルの近接方法 | |
| CN204479610U (zh) | 基于扫描探针显微镜的材料耐电晕放电老化性能检测装置 | |
| CN111366451A (zh) | 一种动态机械加载纳米材料的原位表征装置及方法 | |
| Han et al. | Micro piezoelectric-capacitive sensors for highsensitivity measurement of space electric fields | |
| RU2572522C2 (ru) | Сканирующий зондовый микроскоп, совмещенный с устройством модификации поверхности объекта | |
| CN104215504B (zh) | 带电运行复合材料电杆振动疲劳试验装置 | |
| Villeneuve-Faure et al. | Towards 3D charge localization by a method derived from atomic force microscopy: the electrostatic force distance curve | |
| EP2482080B1 (en) | Scanning probe microscope combined with a device for modification of the object surface | |
| CN106556535A (zh) | 一种基于力学感测器的力学性能测试方法 | |
| KR101051890B1 (ko) | 나노소재용 역학-전기 복합센서 | |
| CN205861556U (zh) | 一种分子结光学近场显微镜系统 | |
| Caciuc et al. | Atomic-scale sharpening of silicon tips in noncontact atomic force microscopy | |
| TW201437640A (zh) | 帶電探針及其電場量測方法 | |
| Schirmeisen et al. | Ion jump dynamics in nanoscopic subvolumes analyzed by electrostatic force spectroscopy | |
| CN202083708U (zh) | 一种台式一体化原子力显微镜 | |
| CN102033171B (zh) | 一种单分子介电性质的测量方法 | |
| KR101290060B1 (ko) | 절연막이 코팅된 전도성 탐침을 이용한 액상 정전기력 현미경 | |
| CN219418647U (zh) | 一种用于afm样品在线扫描的电磁场装置及检测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150715 Termination date: 20200408 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |