專利名稱：一種測試材料壓阻性能的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種材料性能測試裝置，尤其是涉及一種測試材料壓阻性能的裝置，該裝置能夠測得不同應變率壓縮載荷作用下復合型導電高分子材料的動態(tài)變化阻值。
背景技術：
近年來，導電高分子材料在能源、光電子器件、信息、傳感器、分子導線和分子器件，以及電子屏蔽、金屬防腐和隱身技術等方面有著廣泛的應用。已有研究成果表明，導電高分子材料不僅可以滿足人們對導電材料的需要，而且由于其兼具有機高分子的性能及半導體和金屬的電性能，并具有重量輕、易加工成型、化學穩(wěn)定性好及電阻率可在較大范圍內調節(jié)等特點，因此其在電子工業(yè)中被應用廣泛。以高分子聚合物為基體，加入一定數(shù)量的導電物質通過不同復合工藝形成的復合型導電高分子材料具有加工性好、成本低、物理力學性能佳等優(yōu)勢，對其研究和應用更為廣泛。復合型導電高分子材料的電學性能不僅依賴于溫度場，而且還受到其它外場(如壓力場、交流電場)的影響，其電阻的外場響應與導電網(wǎng)絡的形態(tài)變化密切相關。對復合型導電高分子材料的電學性能的研究主要集中在電阻隨填料的種類和體積分數(shù)、隨壓縮載荷、隨應變率變化而改變等問題上。在壓縮載荷作用下，由于導電網(wǎng)絡會發(fā)生變化，因此復合型導電高分子材料的電阻也會出現(xiàn)變化，并且加載的應變率不同，電阻變化情況也會有所不同，這就需要能記錄材料電阻動態(tài)變化的儀器?，F(xiàn)有的測阻儀主要用于材料靜態(tài)電阻的測量，其無法進行材料動態(tài)變化阻值的測量，這是因為還沒有等現(xiàn)有的測阻儀采集數(shù)據(jù)，動態(tài)載荷作用變化導致的電阻變化(要求測量頻率I次/秒)已經結束。因此，研究一種能夠測量復合型導電高分子材料的動態(tài)變化阻值的裝置具有十分重要的意義。
發(fā)明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種測試材料壓阻性能的裝置，其結構簡單，并能夠很好地測得復合型導電高分子材料在不同應變率壓縮載荷作用下的動態(tài)變化阻值，且測量精度高。本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為一種測試材料壓阻性能的裝置，其特征在于包括一個用于提供恒定的直流電壓的電壓源、一個用于測試并記錄在壓縮載荷作用下待測試樣上的電壓隨壓縮載荷變化的變化電壓信號的數(shù)字存儲示波器及一個可調電阻器，所述的電壓源、所述的數(shù)字存儲示波器和所述的可調電阻器以串聯(lián)形式連接。所述的電壓源為直流恒壓電源。所述的可調電阻器的調節(jié)范圍為O.1 100千歐姆。所述的可調電阻器工作時的電阻值與所述的待測試樣初始的電阻值的數(shù)量級相同。該裝置還包括兩個剛性壓頭，所述的待測試樣夾設于兩個所述的剛性壓頭之間，其中一個所述的剛性壓頭與所述的數(shù)字存儲示波器的一個信號輸入端連接，另一個所述的剛性壓頭與所述的數(shù)字存儲示波器的另一個信號輸入端連接。所述的剛性壓頭的外側面上設置有用于阻隔所述的剛性壓頭與外部的壓縮裝置以保證測試過程中不受所述的壓縮裝置的固有電阻的影響的絕緣層。所述的絕緣層為聚酰亞胺薄膜。所述的剛性壓頭的內側面與所述的待測試樣接觸的區(qū)域上均勻涂抹有用于減少所述的待測試樣與所述的剛性壓頭之間接觸不良而引起的測量誤差的導電銀膠。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于I)本裝置通過利用電壓源來提供恒定的直流電壓，利用數(shù)字存儲示波器測試并記錄在壓縮載荷作用下隨載荷增加待測試樣上的電壓信號變化，再根據(jù)電壓與電阻之間的關系，能夠快捷方便地獲得壓縮載荷作用下待測試樣的動態(tài)變化阻值，且精度高。2)通過改變外部壓縮裝置的應變率，本裝置可測得不同應變率壓縮載荷作用下待測試樣的動態(tài)變化阻值，得到不同應變率下待測試樣的壓阻性能關系。3)本裝置利用電壓源、數(shù)字存儲示波器和可調電阻器就能測得壓縮載荷作用下待測試樣的動態(tài)變化阻值，不僅結構簡單，而且使用方便。

圖1為本實用新型的原理圖；圖2為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。本實用新型提出的一種測試材料壓阻性能的裝置，如圖1和圖2所示，其包括一個用于提供恒定的直流電壓的電壓源1、一個用于測試并記錄在壓縮載荷作用下待測試樣7(可看成一個待測電阻)上的電壓隨壓縮載荷變化的變化電壓信號的數(shù)字存儲示波器2、一個可調電阻器3及兩個剛性壓頭4，電壓源1、數(shù)字存儲示波器2和可調電阻器3以串聯(lián)形式連接，即電壓源I的正極與數(shù)字存儲示波器2連接，電壓源I的負極與可調電阻器3的一端連接，可調電阻器3的另一端與數(shù)字存儲示波器2連接；待測試樣7夾設于兩個剛性壓頭4之間，其中一個剛性壓頭通過導線與數(shù)字存儲示波器2的一個信號輸入端連接，另一個剛性壓頭通過導線與數(shù)字存儲示波器2的另一個信號輸入端連接。在本實施例中，電壓源I采用現(xiàn)有的直流恒壓電源；數(shù)字存儲示波器2采用現(xiàn)有技術，如可采用主要由電子管放大器、掃描振蕩器和陰極射線管等組成的數(shù)字存儲示波器，可用于觀察電流的波形、測定頻率、測定電壓強度等；可調電阻器3采用現(xiàn)有技術，可實現(xiàn)電阻值四檔(O.1千歐姆、I千歐姆、10千歐姆以及100千歐姆)可調(即可調電阻器的調節(jié)范圍為O.1 100千歐姆)，該可調電阻器3工作時的電阻值應調至與待測試樣初始的電阻值的數(shù)量級相同，如假設待測試樣初始的電阻值為500歐姆，則可將該可調電阻器3的電阻值調至O.1千歐姆即100歐姆這一檔。在本實施例中，剛性壓頭4采用現(xiàn)有技術；在剛性壓頭4的外側面上可設置一層絕緣層5，該絕緣層5主要用于阻隔剛性壓頭4與外部的壓縮裝置的直接接觸，以保證測試過程中不受壓縮裝置的固有電阻的影響；該絕緣層5可采用現(xiàn)有的聚酰亞胺薄膜，也可采用其它具有相同功能的絕緣材料；在剛性壓頭4的內側面與待測試樣7接觸的區(qū)域上可均勻涂抹一層導電銀膠6，也可在測試過程中直接在待測試樣7與剛性壓頭4接觸的表面上均勻涂抹一層導電銀膠6，該導電銀膠6用于增加待測試樣7與剛性壓頭4之間的接觸性能，減少待測試樣7與剛性壓頭4之間接觸不良而引起的測量誤差。在此，待測試樣7為復合型導電高分子材料。本裝置的工作過程為用萬用表測得待測試樣初始的電阻值，并將可調電阻器的電阻值調至與待測試樣初始的電阻值相同的數(shù)量級；在開啟電壓源和數(shù)字存儲示波器后，利用外部的壓縮裝置向待測試樣施加壓縮載荷，壓縮載荷不斷增加，待測試樣變形程度也會不斷增加，同時待測試樣的電阻值會發(fā)生變化，在待測試樣的電阻值發(fā)生變化的過程中利用數(shù)字存儲示波器記錄隨壓縮載荷增加待測試樣上的電壓信號變化；假設電壓源提供的恒定的直流電壓為U，在壓縮載荷下待測試樣上的電壓為Ux，可調電阻器已調好的電阻值為R，待測試樣的電阻值為Rx，則有Rx=RX (Ux/ (U-Ux)),將待測試樣上的電壓值轉換為電阻值，這樣就可計算出連續(xù)壓縮載荷加載過程中待測試樣的動態(tài)變化阻值，得到待測試樣的電阻值變化規(guī)律；改變外部的壓縮裝置的應變率(如10_2/S、10_VS、107S和ιο/s等)，重述上述過程，即可得到不同應變率加載條件下待測試樣的壓阻性能關系。
權利要求1.一種測試材料壓阻性能的裝置，其特征在于包括一個用于提供恒定的直流電壓的電壓源、一個用于測試并記錄在壓縮載荷作用下待測試樣上的電壓隨壓縮載荷變化的變化電壓信號的數(shù)字存儲示波器及一個可調電阻器，所述的電壓源、所述的數(shù)字存儲示波器和所述的可調電阻器以串聯(lián)形式連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種測試材料壓阻性能的裝置，其特征在于所述的電壓源為直流恒壓電源。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種測試材料壓阻性能的裝置，其特征在于所述的可調電阻器的調節(jié)范圍為O.1 100千歐姆。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種測試材料壓阻性能的裝置，其特征在于所述的可調電阻器工作時的電阻值與所述的待測試樣初始的電阻值的數(shù)量級相同。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種測試材料壓阻性能的裝置，其特征在于還包括兩個剛性壓頭，所述的待測試樣夾設于兩個所述的剛性壓頭之間，其中一個所述的剛性壓頭與所述的數(shù)字存儲示波器的一個信號輸入端連接，另一個所述的剛性壓頭與所述的數(shù)字存儲示波器的另一個信號輸入端連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種測試材料壓阻性能的裝置，其特征在于所述的剛性壓頭的外側面上設置有用于阻隔所述的剛性壓頭與外部的壓縮裝置以保證測試過程中不受所述的壓縮裝置的固有電阻的影響的絕緣層。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種測試材料壓阻性能的裝置，其特征在于所述的絕緣層為聚酰亞胺薄膜。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種測試材料壓阻性能的裝置，其特征在于所述的剛性壓頭的內側面與所述的待測試樣接觸的區(qū)域上均勻涂抹有用于減少所述的待測試樣與所述的剛性壓頭之間接觸不良而引起的測量誤差的導電銀膠。
專利摘要本實用新型公開了一種測試材料壓阻性能的裝置，其包括一個用于提供恒定的直流電壓的電壓源、一個用于測試并記錄在壓縮載荷作用下待測試樣上的電壓隨壓縮載荷變化的變化電壓信號的數(shù)字存儲示波器及一個可調電阻器，電壓源、數(shù)字存儲示波器和可調電阻器以串聯(lián)形式連接，優(yōu)點在于本裝置通過利用電壓源來提供恒定的直流電壓，利用數(shù)字存儲示波器測試并記錄在不同應變率壓縮載荷作用下待測試樣上的電壓隨壓縮載荷變化的變化電壓信號，再根據(jù)電壓與電阻之間的關系，能夠快捷方便地獲得壓縮載荷作用下待測試樣的動態(tài)變化阻值，且精度高。
文檔編號G01R27/02GK202903883SQ201220536459
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權日2012年10月19日
發(fā)明者張明華, 陳建康, 雷金濤 申請人:寧波大學