CN215491449U - 一种薄膜厚度测试治具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种薄膜厚度测试治具，包含：下托片，用于承载薄膜；上托片，用于覆盖在薄膜上方，设有若干条第一刻度线，所述的第一刻度线将上托片分为若干区域；下托片与上托片均透明或半透明；固定装置，用于固定测试状态下所述上托片和所述下托片的相对位置，使两块托片不发生相对滑动。该治具能够在不损伤薄膜的情况下，精确测定薄膜厚度，并且能对薄膜的不同区域的厚度进行精确测定，以比较薄膜不同区域和不同薄膜之间的厚度的一致性。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域，主要涉及一种薄膜厚度测试治具。
背景技术
薄膜在生产生活中的应用非常广泛。在实际应用中，对于部分薄膜，需要在避免对薄膜造成磨损的情况下，对薄膜各区域的厚度进行测定。
在燃料电池领域，其核心发电单元为膜电极。膜电极包括质子膜及其膜上两侧涂布催化剂形成的催化层，涂布催化剂多为贵金属及其合金，或与碳的复合物，包括但不限于如Pt、Pt/C、Ir、Ru等，质子膜的厚度一般为5～130μm，每一侧的催化层的厚度为3～100μm，涂布完成的成品称为CCM。一般对于厚度有较高的要求，需要知道涂布厚度是否满足设计要求和厚度的一致性(包括每个CCM不同区域厚度的一致性以及不同CCM之间厚度的一致性)。因此，厚度的测试非常重要。
目前的测试方法一般采用直接接触。非接触式测厚则一般采用激光、X光等，也会因为质子膜柔软较难铺平，产生较大误差；而且这些非接触式测厚设备本身成本很高。
然而由于CCM本身质地柔软，使得测厚操作困难；同时表面涂布的催化层很容易在操作中造成损伤、脱落；接触式的厚度测试很容易损伤催化层。而且，CCM为黑色，在厚度测试中较难标记位置。涂布过程中的质量抽检或者产品下线检测时，迫切需要一种能够辅助可靠检测的工具，便于精确测定不同区域的涂层厚度以及不同CCM的涂层厚度，并且不造成损伤。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种薄膜厚度测试治具，用以测定薄膜厚度，并且能用于比较薄膜不同区域和不同薄膜之间的厚度的一致性。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种薄膜厚度测试治具，所述的薄膜厚度测试治具包含：下托片，用于承载薄膜；上托片，用于覆盖在薄膜上方，设有若干条第一刻度线，所述的第一刻度线将上托片分为若干区域；下托片与上托片均透明或半透明；固定装置，用于固定测试状态下所述上托片和所述下托片的相对位置，使两块托片不发生相对滑动。
较佳地，所述的下托片设有第二刻度线，测试厚度时，所述第二刻度线的位置与所述第一刻度线的投影位置重合。
较佳地，所述的若干条第一刻度线分别沿上托片的长度方向和宽度方向设置，构成若干行列。
较佳地，所述的刻度线中的首行和首列上均设有刻度值。
较佳地，所述的上托片和下托片的厚度均为1μm～10mm。
较佳地，所述的上托片和下托片其自身各区域的厚度差在10μm以内。
较佳地，所述的固定装置选取磁铁、胶带、夹子中的任意一种或多种，在上、下托片边缘位置定位。
较佳地，所述的固定装置包含工艺孔。
较佳地，所述的上托片和下托片的长度和宽度尺寸完全相同，分别大于所测量的薄膜的长度和宽度尺寸。
本实用新型的技术效果包含：能够在不损伤薄膜的情况下，精确测定薄膜厚度，并且能对薄膜的不同区域的厚度进行精确测定，以比较薄膜不同区域和不同薄膜之间的厚度的一致性。
附图说明
图1为本实用新型的薄膜测试治具分解示意图；
图2为本实用新型的上托片表面示意图；
图3为本实用新型的下托片表面示意图；
图4为本实用新型实施例的分区测量示意图；
附图标识：1-上托片；2-薄膜；3-下托片；11-第一刻度线；31-第二刻度线；4-固定装置。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型公开了一种薄膜厚度测试治具，如图1和图4所示，所述治具包含托片及固定装置4，托片包含上托片1和下托片3，上托片1与下托片3均由透明或半透明材料制成。下托片3用于承载薄膜2，上托片1覆盖在薄膜2上方，设有若干条第一刻度线11，所述的第一刻度线11将上托片1分为若干区域。较佳地，上托片1与下托片3的长度和宽度尺寸完全相同。如图2所示，上托片1的表面在长度方向和宽度方向上均设有第一刻度线11，所述长度方向和宽度方向上的第一刻度线11将托片分为若干个方形区域，形成若干行列。
较佳地，上托片1和下托片3的长度和宽度尺寸完全相同。
较佳地，如图3所示，下托片3设置第二刻度线31，其位置与上托片1的第一刻度线11对应，进一步地，在厚度测量时，第二刻度线31完全位于第一刻度线11的投影位置，以确保上托片1和下托片3的相对位置固定。
所述的第一刻度线11的颜色与所测量的薄膜2的颜色不同，第一刻度线11和第二刻度线31的粗细为1～5mm；较佳地，刻度间隔为0.1～100mm。
较佳地，在托片上选取首行和首列，在所述的行和列上设有刻度值，以更加便于观察和记录。
托片材料为透明或半透明材料，可选地，托片材料选取PET、PEN、PE、PP、PC、PI、PVC、PS、ABS中的一种或多种高分子材料，或选取玻璃、SiOx中的一种或几种无机材料。
较佳地，托片的长度和宽度尺寸分别大于所要测量的薄膜的长度和宽度尺寸，以便于测量薄膜2的厚度。
较佳地，托片材料厚度为1μm～10mm，进一步地，为10μm～100μm。
较佳地，托片各区域的厚度差在10μm以内，进一步地，厚度差在1μm以内。
所述的固定装置4用于固定所述上托片1和所述下托片3的相对位置，防止两块托片发生相对滑动。固定装置4可选取夹子、胶带、磁铁中的任意一种，也可以通过设置工艺孔起到固定作用。
以下结合具体实施例加以说明。
实施例
本实施例中测量的薄膜2为用于测量燃料电池的质子膜电极及其催化层，即CCM。所述CCM是将质子膜两面涂布一定量的催化剂后的成品。测量过程包含如下步骤：
S1，将上托片1和下托片3合上后，在托片的边缘位置定位，以防止测量过程中托片的相对位置改变，影响实验数据的准确性。定位方法包含使用铆钉、螺栓通过工艺孔进行固定，或是使用夹子、胶带、磁力吸附等方法。定位后，采用测厚仪通过接触法测量上下托片厚度之和，并记录不同分区的数据。治具上下托片校准数据表见表1。
表1治具上下托片校准数据表
S2，把CCM铺平放在下托片3上，然后合上上托片1，并在托片的边缘位置定位。如图1所示，CCM放在两块托片之间。如图4所示，通过托片上的刻度部分，快速对电极进行分区定位，测量各个分区的厚度。并记录数据。
通过将第一步和第二步的数据作差值，就可以扣除托片厚度的系统误差，得到CCM的厚度。然后通过上述步骤测量其他29片CCM，就可以得到不同的CCM厚度测试数据。同时可以比较相同位置的厚度情况。统计数据表格见表2。
表2不同序号抽检电极在选定的不同区域厚度测试统计数据表
由表1、表2可知，该方法通过作差值，便于得到CCM不同区域的厚度，并求得每片CCM的厚度的均值和标准差，也可求得同一批CCM的厚度均值和标准差。
综上所述，本实用新型公开的一种薄膜厚度测试治具可以在不损坏薄膜的情况下，精确测量薄膜在各个区域的厚度。
尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种薄膜厚度测试治具，其特征在于，所述的薄膜厚度测试治具包含：
下托片，用于承载薄膜；
上托片，用于覆盖在薄膜上方，设有若干条第一刻度线，所述的第一刻度线将上托片分为若干区域；下托片与上托片均透明或半透明；
固定装置，用于固定测试状态下所述上托片和所述下托片的相对位置，使上、下托片不发生相对滑动。
2.如权利要求1所述的薄膜厚度测试治具，其特征在于：所述的下托片设有第二刻度线，测试厚度时，所述第二刻度线的位置与所述第一刻度线的投影位置重合。
3.如权利要求1所述的薄膜厚度测试治具，其特征在于：所述的若干条第一刻度线分别沿上托片的长度方向和宽度方向设置，构成若干行列。
4.如权利要求3所述的薄膜厚度测试治具，其特征在于：所述的刻度线中的首行和首列上均设有刻度值。
5.如权利要求1所述的薄膜厚度测试治具，其特征在于：所述的上托片和下托片的厚度均为1μm～10mm。
6.如权利要求1所述的薄膜厚度测试治具，其特征在于：所述的上托片和下托片其自身各区域的厚度差在10μm以内。
7.如权利要求1所述的薄膜厚度测试治具，其特征在于：所述的固定装置选取磁铁、胶带、夹子中的任意一种或多种，在上、下托片边缘位置定位。
8.如权利要求1所述的薄膜厚度测试治具，其特征在于：所述的固定装置包含工艺孔。
9.如权利要求1所述的薄膜厚度测试治具，其特征在于：所述的上托片和下托片的长度和宽度尺寸完全相同，分别大于所测量的薄膜的长度和宽度尺寸。
Priority Applications (1)
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| CN202121945713.7U CN215491449U (zh) | 2021-08-18 | 2021-08-18 | 一种薄膜厚度测试治具 |
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2021
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