一種高溫測(cè)試夾具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高溫測(cè)試夾具，所述夾具包括：至少三個(gè)平行設(shè)置的貴金屬電極，相鄰的兩個(gè)貴金屬電極用于夾持待測(cè)樣品；一端與所述貴金屬電極連接的貴金屬導(dǎo)線，所述貴金屬導(dǎo)線的另一端連接至測(cè)試裝置以通過貴金屬電極將待測(cè)樣品產(chǎn)生的測(cè)試信號(hào)傳遞給所述測(cè)試裝置；以及用于測(cè)量被測(cè)試材料溫度的熱電偶。
【專利說明】一種高溫測(cè)試夾具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料性能測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種適用于在高溫下測(cè)試材料電學(xué) 性能的夾具。

【背景技術(shù)】
[0002] 利用耐高溫的壓電材料制作的傳感器廣泛應(yīng)用在高溫（400°C?1600°C )環(huán)境 下測(cè)試被測(cè)試系統(tǒng)的一系列原位工作數(shù)據(jù)。由于這些數(shù)據(jù)都是在原位獲得的第一手?jǐn)?shù) 據(jù)，所以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)有更加全面、可靠、準(zhǔn)確的掌握。例如用硅酸鎵鑭晶體 (Langasite)制作的高溫壓力傳感器，可用于航天器、航空飛行器和汽車等的引擎中監(jiān)控發(fā) 動(dòng)機(jī)氣缸的內(nèi)部壓力。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸壓力，可以提供發(fā)動(dòng)機(jī)重要的工作狀態(tài)參數(shù)。 這些參數(shù)不僅可以用來分析發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作與否，還可以檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸燃燒情況。通過 分析傳感器收集的數(shù)據(jù)，可以延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命，提高氣缸中燃料的燃燒效率。因此，開發(fā) 這類傳感器對(duì)于國(guó)計(jì)民生等領(lǐng)域都是非常重要的。目前，此類型的傳感器在國(guó)外已經(jīng)用于 航天器、航空飛行器和汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)中，并大量用于發(fā)動(dòng)機(jī)的研究中。
[0003] 然而，一般材料在高溫下的性能和在常溫下的性能是存在差異的，換句話說就是 材料的性能隨著溫度的變化也存在著變化。例如，有些材料在常溫下是絕緣體，在高溫下可 能就變成了導(dǎo)體。所以，為了高溫材料能在高溫環(huán)境下應(yīng)用就必需先測(cè)定此類材料在高溫 下的性能，即測(cè)定此類材料的某項(xiàng)性能隨溫度的變化關(guān)系，特別是高溫（400°C?1600°C ) 下隨溫度的變化關(guān)系。
[0004] 傳統(tǒng)的材料性能測(cè)試是常規(guī)的測(cè)試，一般都在較低的溫度（<400°C )下測(cè)的。為 了能在高溫下測(cè)試材料的性能，則必需引進(jìn)能在高溫下工作的測(cè)試系統(tǒng)。而在這個(gè)測(cè)試系 統(tǒng)中，測(cè)試儀器都是現(xiàn)有的，缺少了能在高溫下放置樣品的夾具。在國(guó)外雖然有文獻(xiàn)報(bào)道了 測(cè)試材料高溫性能，但是并沒有介紹相應(yīng)夾具的相關(guān)情況。而在國(guó)內(nèi)，高溫領(lǐng)域應(yīng)用剛剛起 步，鮮有高溫性能測(cè)試的介紹，這和沒有相應(yīng)的能在高溫下測(cè)試材料性能的夾具直接相關(guān)。
[0005] 在測(cè)試材料高溫性能時(shí)通常需要經(jīng)過升溫一測(cè)試一降溫的過程，升降溫時(shí)間往往 占測(cè)試時(shí)間的80%以上，使得測(cè)試效率低下。因此，該領(lǐng)域迫切需要一種能夠提高測(cè)試效率 的夾具。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有高溫測(cè)試材料電學(xué)性能用夾具的不足，本發(fā)明提供了一種適 用于在高溫下測(cè)試材料電學(xué)性能的夾具。
[0007] 本發(fā)明提供了一種適用于在高溫下測(cè)試材料電學(xué)性能的夾具，所述夾具包括： 至少三個(gè)平行設(shè)置的貴金屬電極，相鄰的兩個(gè)貴金屬電極用于夾持待測(cè)樣品； 一端與所述貴金屬電極連接的貴金屬導(dǎo)線，所述貴金屬導(dǎo)線另一端連接至測(cè)試裝置以 通過貴金屬電極將待測(cè)樣品產(chǎn)生的測(cè)試信號(hào)傳遞給所述測(cè)試裝置；以及 用于測(cè)量被測(cè)試材料溫度的熱電偶。
[0008] 測(cè)試時(shí)，將被夾持在貴金屬電極之間的被測(cè)試材料置于高溫爐中，高溫爐中在測(cè) 試要求下不斷升溫。與此同時(shí)，將電阻測(cè)試儀器與連接金屬電極的貴金屬導(dǎo)線相連接，將熱 電偶與溫度顯示裝置連接。當(dāng)溫度顯示裝置顯示被測(cè)試材料在規(guī)定溫度時(shí)，記錄此時(shí)電阻 測(cè)試儀器上的數(shù)值，即可得到被測(cè)試材料在該溫度下的電學(xué)性能。調(diào)整高溫爐使被測(cè)試材 料處于不同的溫度下，即可得到被測(cè)試材料在不同溫度下的電學(xué)性能。由于本發(fā)明中的夾 具設(shè)置有至少三個(gè)平行設(shè)置的貴金屬電極，可以形成至少兩個(gè)夾持單元，因此采用本發(fā)明 中的夾具，實(shí)驗(yàn)人員可以同時(shí)測(cè)量?jī)煞N以上被測(cè)試材料在不同溫度下的電學(xué)性能。
[0009] 較佳地，所述貴金屬電極包括第一電極、第二電極和至少一個(gè)第三共用電極，所述 第一電極和至少一個(gè)第三共用電極設(shè)置為在垂直于貴金屬電極的方向上可移動(dòng)以能夠調(diào) 整各個(gè)貴金屬電極之間的距離。
[0010] 本發(fā)明中使相鄰的兩個(gè)夾持單元共用一個(gè)貴金屬電極，能夠節(jié)約夾具的制造成本 同時(shí)實(shí)現(xiàn)夾具結(jié)構(gòu)的緊湊化。與此同時(shí)，為了能夠測(cè)試不同尺寸，使得貴金屬電極之間的距 離能夠改變。
[0011] 較佳地，所述夾具還包括圍繞與第一電極連接的第一導(dǎo)線設(shè)置的保護(hù)套管，所述 保護(hù)套管在垂直于貴金屬電極的方向上可移動(dòng)，所述第一電極設(shè)置在所述保護(hù)套管的端面 上。
[0012] 在導(dǎo)線外側(cè)設(shè)置保護(hù)套管，其作用是防止導(dǎo)線之間接觸，避免出現(xiàn)短路。所述的保 護(hù)套管可以采用耐高溫的絕緣陶瓷，如高純氧化鋁陶瓷或者氧化鋯陶瓷等。所述的高純氧 化鋁陶瓷最高使用溫度可達(dá)1900°C，可以用于任何氣氛環(huán)境下；所述的高純氧化鋯陶瓷最 高使用溫度可達(dá)2300°C，可以用于任何氣氛環(huán)境下。將第一電極設(shè)置在所述保護(hù)套管的端 面上，可以借助于移動(dòng)保護(hù)套管來實(shí)現(xiàn)第一電極的移動(dòng)。
[0013] 較佳地，所述夾具還包括具有開口的框形支架，所述貴金屬電極朝著所述開口延 伸。
[0014] 本發(fā)明中通過設(shè)置有框形支架，用于限制整個(gè)夾具的體積，能夠節(jié)約夾具的制造 成本同時(shí)實(shí)現(xiàn)夾具結(jié)構(gòu)的緊湊化。待測(cè)試樣品可以方便地通過開口放入和取出。
[0015] 較佳地，所述夾具還包括固定在所述框形支架上用于支撐第二電極和第三共用電 極的電極支架，所述電極支架在垂直于貴金屬電極的方向上延伸設(shè)置，所述第二電極的固 定設(shè)置在所述電極支架的一端，所述電極支架還具有可滑動(dòng)容納所述第三共用電極的端部 的滑槽以使所述第三共用電極在垂直于貴金屬電極的方向上可移動(dòng)。
[0016] 以上述方式固定電極，能夠容易實(shí)現(xiàn)電極與電極支架之間結(jié)實(shí)結(jié)構(gòu)，且性能穩(wěn)定。 第二電極滑動(dòng)地設(shè)置在電極支架上，第一電極移動(dòng)推壓位于第一電極和第二電極之間的待 測(cè)樣品時(shí)可進(jìn)一步推壓第二電極使其沿著滑槽移動(dòng)。
[0017] 較佳地，所述夾具還包括固定在所述框形支架上用于支撐貴金屬導(dǎo)線，熱電偶和 保護(hù)套管的第一導(dǎo)線支架，所述第一導(dǎo)線支架具有對(duì)應(yīng)于貴金屬導(dǎo)線，熱電偶和保護(hù)套管 的多個(gè)通孔。
[0018] 以上述方式設(shè)置的第一導(dǎo)線支架，可支撐貴金屬導(dǎo)線，熱電偶和保護(hù)套管并能夠 實(shí)現(xiàn)夾具結(jié)構(gòu)的緊湊化。
[0019] 較佳地，所述夾具還包括固定在所述電極支架上的第二導(dǎo)電支架，所述第二導(dǎo)電 支架具有對(duì)應(yīng)于熱電偶、與第二電極相連的第二導(dǎo)線、和/或與第三共用電極相連的第三 導(dǎo)線的多個(gè)通孔。
[0020] 以上述方式設(shè)置的第二導(dǎo)電支架，可輔助支撐熱電偶、與第二電極相連的第二導(dǎo) 線、和/或與第三共用電極相連的第三導(dǎo)線，能夠?qū)崿F(xiàn)夾具結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步緊湊化。
[0021] 較佳地，所述夾具還包括彈簧（耐高溫彈簧），所述彈簧的一端連接在第一導(dǎo)線支 架上，另一端連接至保護(hù)套管。
[0022] 本發(fā)明中夾具設(shè)置有彈簧，作為施加壓力單元，使得測(cè)試樣品時(shí)，電極與測(cè)試樣品 能夠緊密和牢固的接觸，保證測(cè)試結(jié)果的可靠和有效。
[0023] 較佳地，所述貴金屬電極和/或貴金屬導(dǎo)線的材質(zhì)為鉬金或銥金。
[0024] 所述的鉬金可以用于氧化、還原或者惰性氣氛中，其熔點(diǎn)為1773°C ;所述的銥金只 能用于還原或者惰性氣氛中，其熔點(diǎn)為2454°C。采用上述材質(zhì)制成的貴金屬電極、貴金屬導(dǎo) 線具有高熔點(diǎn)，因而能夠滿足本發(fā)明的技術(shù)目的。
[0025] 較佳地，熱電偶為S型、B型或者材質(zhì)為鎢錸的熱電偶。
[0026] 熱電偶的作用是提供測(cè)試樣品的實(shí)時(shí)溫度信號(hào)，接上相應(yīng)的儀表，即可顯示樣品 的實(shí)時(shí)溫度。上述的熱電偶可以采用S型、B型、鎢錸等可以用于最高1600°C的熱電偶。所 述的S型熱電偶的測(cè)量范圍為0?1600°C ;所述的B型熱電偶的測(cè)量范圍為0?1800°C ; 鎢錸熱電偶的測(cè)量范圍為〇?2300°C。但是，所述的鎢錸熱電偶不能在氧化氣氛下使用。
[0027] 較佳地，所述保護(hù)套管、框形支架、電極支架、第一導(dǎo)線支架和/或第二導(dǎo)線支架 的材質(zhì)為耐高溫絕緣陶瓷。
[0028] 本發(fā)明中的夾具由于在高溫中使用，且上述組成需要為絕緣材料，因而上述結(jié)構(gòu) 組成可以采用耐高溫的絕緣陶瓷。
[0029] 較佳地，所述耐高溫絕緣陶瓷包括氧化鋁陶瓷和氧化鋯陶瓷。
[0030] 所述的高純氧化鋁陶瓷最高使用溫度可達(dá)1900°C，可以用于任何氣氛環(huán)境下；所 述的高純氧化鋯陶瓷最高使用溫度可達(dá)2300°C，可以用于任何氣氛環(huán)境下。
[0031] 本發(fā)明的有益效果： 使用本發(fā)明設(shè)計(jì)的高溫測(cè)試夾具可以滿足在高溫環(huán)境下（400°c?2300°C )測(cè)試樣品 的電學(xué)及相關(guān)性能的需求。另外，由于本高溫夾具每次可以同時(shí)測(cè)試兩片樣品的性能，可以 大大提高測(cè)試效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 圖1示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中的適用于在高溫下測(cè)試材料電學(xué)性能的夾 具示意圖； 其中，1-貴金屬導(dǎo)線，2-貴金屬導(dǎo)線，3、4_熱電偶的兩極，5-貴金屬導(dǎo)線，6-保護(hù)套管； 7_(框形）支架，8、10、14、16-導(dǎo)線支架（固定裝置），15-電極支架（固定裝置），9-耐高 溫彈簧，11、12、13-貴金屬電極。

【具體實(shí)施方式】
[0033] 以下結(jié)合附圖和下述實(shí)施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，應(yīng)理解，附圖及下述實(shí)施方式 僅用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。
[0034] 本發(fā)明涉及一種適用于高溫條件（工作溫度400°C?2300°C )測(cè)試材料電學(xué)性能 的夾具，以滿足高溫環(huán)境下測(cè)試樣品性能時(shí)對(duì)夾具的要求。在測(cè)試材料高溫性能時(shí)通常需 要經(jīng)過升溫--測(cè)試--降溫的過程，由于溫度需要精確控制，升降溫速度不能太快，所以測(cè) 試時(shí)，升降溫時(shí)間往往占測(cè)試時(shí)間的80%以上，使得測(cè)試效率低下。針對(duì)這一測(cè)試材料高溫 性能時(shí)升降溫時(shí)間過長(zhǎng)的缺點(diǎn)，本發(fā)明通過巧妙的設(shè)計(jì)，使高溫夾具每次可以同時(shí)測(cè)試兩 片樣品的性能，大大提1? 了測(cè)試效率。
[0035] 參見圖1，其示出本發(fā)明高溫測(cè)試夾具的示例結(jié)構(gòu)。通過選擇不同的貴金屬、熱電 偶和高溫絕緣陶瓷材料，夾具的使用溫度有所不同。比如：選擇鉬金、S型熱電偶和氧化鋁 陶瓷，夾具的最高溫度在1600°C左右；如果選擇銥金、鎢錸熱電偶和氧化鋯陶瓷，在氧化性 氣氛中夾具的最高使用溫度可以達(dá)到2300°C左右。貴金屬，高溫導(dǎo)電性好，可以提供電信號(hào) 回路。
[0036] 參見圖1，夾具可包括多個(gè)平行設(shè)置（例如圖1示出的堅(jiān)立設(shè)置）的貴金屬電極 11、12、13,其作用是與樣品接觸，夾持樣品，將樣品產(chǎn)生的信號(hào)有效、可靠的傳遞給測(cè)試儀 器。夾具至少包括三個(gè)貴金屬電極以形成至少可夾持兩個(gè)樣品，例如參見圖1貴金屬電極 11、12可構(gòu)成了一個(gè)夾持單元，則貴金屬電極12、13構(gòu)成了又一個(gè)夾持單元。這兩個(gè)夾持 單元相鄰，共用一個(gè)貴金屬電極12。應(yīng)理解，貴金屬電極不限于三個(gè)，例如可使用四個(gè)或五 個(gè)用于同時(shí)夾持三個(gè)或四個(gè)待測(cè)樣品。所述的貴金屬電極11、12、13采用可以耐高溫的鉬 金（Pt)、銥金（Ir)。所述的鉬金可以用于氧化、還原或者惰性氣氛中，其熔點(diǎn)為1773°C;所 述的銥金只能用于還原或者惰性氣氛中，其熔點(diǎn)為2454°C。所述貴金屬電極11和12,可以 在垂直于貴金屬電極的方向（例如圖1中示出的水平方向上）移動(dòng)，以滿足測(cè)試的不同尺 寸的待測(cè)樣品。在一個(gè)示例中貴金屬電極（第一電極）11可在外力作用下在水平方向上移 動(dòng)，貴金屬電極（第三共用電極）12,則在第一電極的推動(dòng)下移動(dòng)。貴金屬電極13 (第二電 極）則優(yōu)選為固定不動(dòng)。
[0037] 各個(gè)貴金屬電極11、12、13分別有與其相連的貴金屬導(dǎo)線5、2、1。貴金屬導(dǎo)線（第 一導(dǎo)線）5,主要用于連接貴金屬電極（第一電極）11，采集電極11獲得的信號(hào)。貴金屬采 用可以耐高溫的鉬金（Pt)、銥金（Ir)。所述的鉬金可以用于氧化、還原或者惰性氣氛中，其 熔點(diǎn)為1773°C ;所述的銥金只能用于還原或者惰性氣氛中，其熔點(diǎn)為2454°C。貴金屬導(dǎo)線 5自由端可具有接線端c，可以用于連接外部的測(cè)試儀器。
[0038] 貴金屬導(dǎo)線（第二導(dǎo)線）1，主要用于連接貴金屬電極（第二電極）13,采集電極13 上的信號(hào)。貴金屬導(dǎo)線1采用可以耐高溫的鉬金（Pt)、銥金（Ir)。所述的鉬金可以用于氧 化、還原或者惰性氣氛中，其熔點(diǎn)為1773°C ;所述的銥金只能用于還原或者惰性氣氛中，其 熔點(diǎn)為2454°C。貴金屬導(dǎo)線1的自由端可具有接線端a，可以用于連接外部的測(cè)試儀器。
[0039] 又參見圖1，所述夾具具有貴金屬導(dǎo)線（第三導(dǎo)線）2,主要用于連接貴金屬電極 13,采集電極13獲得的信號(hào)。貴金屬采用可以耐高溫的鉬金（Pt)、銥金（Ir)。所述的鉬金 可以用于氧化、還原或者惰性氣氛中，其熔點(diǎn)為1773°C ;所述的銥金不能用于氧化氣氛中， 其熔點(diǎn)為2454°C。貴金屬導(dǎo)線2的自由端可具有的接線端b，可以用于連接外部的測(cè)試儀 器。
[0040] 又參見圖1，所述夾具具有熱電偶的兩極3、4,其作用是提供測(cè)試樣品的實(shí)時(shí)溫度 的信號(hào)，接上相應(yīng)的儀表，即可顯示樣品的實(shí)時(shí)溫度。上述的熱電偶可以采用S型、B型、鎢 鍊等可以用于最1? 160CTC的熱電偶。所述的S型熱電偶的測(cè)量范圍為0?160CTC;所述的 B型熱電偶的測(cè)量范圍為0?1800°C ;鎢錸熱電偶的測(cè)量范圍為0?2300°C。但是，所述 的鎢錸熱電偶不能在氧化氣氛下使用。
[0041] 貴金屬導(dǎo)線（第一導(dǎo)線）5可具有保護(hù)套管6,保護(hù)套管6圍繞貴金屬導(dǎo)線（第一導(dǎo) 線）5設(shè)置，其作用是防止接線端c及其連接線，與其它連接線接觸，導(dǎo)致短路，使得測(cè)試失 敗。另外，所述的保護(hù)套管6還用來固定高溫彈簧9。所述的保護(hù)套管6可以采用耐高溫的 絕緣陶瓷，如高純氧化鋁陶瓷或者氧化鋯陶瓷等。所述的高純氧化鋁陶瓷最高使用溫度可 達(dá)1900°C，可以用于任何氣氛環(huán)境下；所述的高純氧化鋯陶瓷最高使用溫度可達(dá)2300°C， 可以用于任何氣氛環(huán)境下。保護(hù)套管6也設(shè)置為可沿垂直于電極的方向（例如水平方向） 移動(dòng)，第一電極11可設(shè)置在保護(hù)套管6的端面上，這樣通過拉動(dòng)或推動(dòng)保護(hù)套管6來移動(dòng) 第一電極11。
[0042] 高溫夾具還可包括（框形）支架7,其作用是為夾具的其他部件提供支撐，其可以 采用耐高溫的絕緣陶瓷，如高純氧化鋁陶瓷或者氧化鋯陶瓷等。所述的高純氧化鋁陶瓷最 高使用溫度可達(dá)1900°C，可以用于任何氣氛環(huán)境下；所述的高純氧化鋯陶瓷最高使用溫度 可達(dá)2300°C，可以用于任何氣氛環(huán)境下。（框形）支架7可具有開口，貴金屬電極（11、12、 13)可朝著所述開口延伸以便于放入待測(cè)樣品。
[0043] 高溫夾具還可包括固定裝置8、10、14、15、16，為相應(yīng)的部件提供支撐，可以采用 耐高溫的絕緣陶瓷，如高純氧化鋁陶瓷或者氧化鋯陶瓷等；所述的高純氧化鋁陶瓷最高使 用溫度可達(dá)1900°C，可以用于任何氣氛環(huán)境下；所述的高純氧化鋯陶瓷最高使用溫度可達(dá) 2300°C，可以用于任何氣氛環(huán)境下。
[0044] 固定裝置（第一導(dǎo)線支架）8固定在高溫支架7上，用于支撐貴金屬導(dǎo)線1和2、 熱電偶、貴金屬導(dǎo)線5、保護(hù)套管6以及耐高溫彈簧9 ;例如固定裝置（第一導(dǎo)線支架）8上 可具有多個(gè)通孔，金屬導(dǎo)線1和2、熱電偶、貴金屬導(dǎo)線5、保護(hù)套管6分別從該多個(gè)通孔穿 過； 高溫支架7上還可固定一個(gè)或多個(gè)固定裝置（第一導(dǎo)線支架）10 (第一導(dǎo)線支架），用 于輔助支撐貴金屬導(dǎo)線1和2、熱電偶、貴金屬導(dǎo)線5以及保護(hù)套管6 ;例如固定裝置（第一 導(dǎo)線支架）10上可具有多個(gè)通孔，金屬導(dǎo)線1和2、熱電偶、貴金屬導(dǎo)線5、保護(hù)套管6分別 從該多個(gè)通孔穿過； 固定裝置（電極支架）15固定在高溫支架7上，固定裝置（電極支架）15可沿著垂直 于電極方向（例如圖1示出的水平方向）延伸設(shè)置，用于支撐第二電極13和第三共用電極 12,其中第二電極13可以固定至電極支架15上，第三共用電極12則可滑動(dòng)支撐在電極支 架15上，例如電極支架15上可具有滑槽，第三共用電極12的端部（例如下端部）可在滑 槽上滑動(dòng)； 所述夾具還可包括固定裝置14固定在固定裝置（電極支架）15上的第二導(dǎo)線支架（固 定裝置）14、16,用于支撐熱電偶、與第二電極13相連的第二導(dǎo)線1、和/或與第三共用電極 12相連的第三導(dǎo)線2 ;例如固定裝置14用于支撐熱電偶，固定裝置（第二導(dǎo)線支架）14上 可具有多個(gè)通孔，熱電偶分別從該多個(gè)通孔穿過；例如固定裝置14用于支撐與第二電極13 相連的第二導(dǎo)線1、和與第三共用電極12相連的第三導(dǎo)線2,固定裝置（第二導(dǎo)線支架）16 上也可具有多個(gè)通孔，導(dǎo)線1、2分別從該多個(gè)通孔穿過。
[0045] 耐高溫彈簧9,可固定在保護(hù)套管6和固定裝置8,即、彈簧9的一端連接在第一導(dǎo) 線支架8上，另一端連接至保護(hù)套6,可用提共一個(gè)壓力作用于貴金屬電極11上，使得測(cè)試 樣品時(shí)貴金屬電極11、12和13與測(cè)試樣品能夠緊密和牢固的接觸，保證測(cè)試結(jié)果的可靠和 有效。通過拉動(dòng)或推動(dòng)保護(hù)套管6,可調(diào)整通過保護(hù)套管6作用在第一電極11上的作用力。
[0046] 測(cè)試時(shí)，將測(cè)試樣品放置貴金屬電極11與12、貴金屬電極12與13之間，然后按照 性能測(cè)試要求連接測(cè)試電路即可測(cè)試樣品的相應(yīng)性能。測(cè)試電路的兩極連接接線端c和接 線端b時(shí)，測(cè)試的是放置在貴金屬電極11、12之間樣品；如果測(cè)試電路的兩極連接接線端b 和接線端a，測(cè)試的是放置在貴金屬電極12、13之間樣品；如果測(cè)試電路的兩極連接接線端 c和接線端a，測(cè)試的結(jié)果相當(dāng)于是兩個(gè)樣品串聯(lián)后的結(jié)果。當(dāng)只有一個(gè)測(cè)試樣品時(shí)，可以 自由選擇將樣品放置在貴金屬電極11、12之間還是放置在貴金屬電極12、13之間。如果一 個(gè)樣品放置在貴金屬電極11、12之間時(shí)，測(cè)試電路的兩極必需連接接線端c和接線端b;但 是如果樣品放置在12、13貴金屬電極之間時(shí)，測(cè)試電路的兩極必需連接接線端b和接線端 B 〇
[0047] 以下進(jìn)一步列舉出一些示例性的實(shí)施例以更好地說明本發(fā)明。應(yīng)理解，本發(fā)明詳 述的上述實(shí)施方式，及以下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整均屬于本發(fā)明的保護(hù) 范圍。另外，下述工藝參數(shù)中的具體配比、時(shí)間、溫度等也僅是示例性，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以 在上述限定的范圍內(nèi)選擇合適的值。
[0048] 高溫夾具中的貴金屬選擇鉬金，熱電偶選擇S型熱電偶，耐高溫絕緣陶瓷選用高 純氧化鋁陶瓷，則該夾具的最高工作溫度在1600°C左右，可以使用任意氣氛。具體測(cè)試過程 參見實(shí)施例1、2、3。
[0049] 高溫夾具中的貴金屬選擇銥金，熱電偶選擇鎢錸熱電偶，耐高溫絕緣陶瓷選擇氧 化鋯陶瓷，則該夾具的最高工作溫度在2300°C左右，但是不能在氧化性氣氛下使用。具體測(cè) 試過程參見實(shí)施例1、2、3。
[0050] 實(shí)施例1 同時(shí)測(cè)試兩片晶片在某一特定溫度下的電阻 第一步：取出高溫夾具，向左側(cè)拉保護(hù)套管6,將待測(cè)試的兩個(gè)樣品分別放入貴金屬電 極11與12、貴金屬電極12與13之間，將整個(gè)高溫夾具放入高溫爐中，但是貴金屬導(dǎo)線1、2 的接線端a、b，熱電偶的兩極3、4,貴金屬導(dǎo)線5的接線端c，穿過爐體暴露在爐腔外； 第二步：先將熱電偶的兩極3、4接溫度顯示裝置，實(shí)時(shí)顯示被測(cè)試樣品的溫度； 第三步：開爐升溫，待被測(cè)樣品溫度達(dá)到需要的溫度時(shí)，將貴金屬導(dǎo)線1、2接線端a、b 連接電阻測(cè)試儀器，即可讀出貴金屬電極12、13之間樣品的電阻值；然后斷開貴金屬導(dǎo)線1 的接線端a，將貴金屬導(dǎo)線2、5接線端b、c連接電阻測(cè)試儀器，即可讀出貴金屬電極11、12 之間樣品的電阻； 第四步：關(guān)爐降溫，待樣品溫度接近或達(dá)到室溫時(shí)取出高溫夾具和樣品，完成測(cè)試工 作。
[0051] 實(shí)施例2 同時(shí)測(cè)試兩片晶片電阻率隨溫度的變化關(guān)系 第一步：取出高溫夾具，向左側(cè)拉保護(hù)套管6,將待測(cè)試的兩個(gè)樣品分別放入貴金屬電 極11與12、貴金屬電極12與13之間，將整個(gè)高溫夾具放入高溫爐中，但是貴金屬導(dǎo)線1、2 的接線端a、b，熱電偶的兩極3、4,貴金屬導(dǎo)線5的接線端c，穿過爐體暴露在爐腔外； 第二步：先將熱電偶的兩極3、4接溫度顯示裝置，實(shí)時(shí)顯示被測(cè)試樣品的溫度； 第三步：開爐升溫，設(shè)定高溫爐溫度，使被測(cè)樣品溫度達(dá)到第一個(gè)所需要的溫度； 第四步：將貴金屬導(dǎo)線1、2接線端a、b連接電阻測(cè)試儀器，即可讀出貴金屬電極12、13 之間樣品的電阻值；然后斷開1接線端，然后斷開貴金屬導(dǎo)線1的接線端a，將貴金屬導(dǎo)線 2、5接線端b、c連接電阻測(cè)試儀器，即可讀出貴金屬電極11、12之間樣品的電阻；根據(jù)測(cè)試 所得的電阻值，結(jié)合樣品尺寸，計(jì)算出樣品在此溫度下的電阻率； 第五步：設(shè)定高溫爐溫度，使樣品溫度達(dá)到第二個(gè)所需溫度，重復(fù)第四步操作，直至完 成所有所需溫度點(diǎn)的測(cè)試； 第六步：關(guān)爐降溫，待樣品溫度接近或達(dá)到室溫時(shí)取出高溫夾具和樣品，完成測(cè)試工 作。
[0052] 實(shí)施例3 測(cè)試一片陶瓷片在某一特定溫度下的電阻率 第一步：取出高溫夾具，向左側(cè)拉保護(hù)套管6,將待測(cè)試樣品放入貴金屬電極11、12或 貴金屬電極12、13之間，將整個(gè)高溫夾具放入高溫爐中，但是貴金屬導(dǎo)線1、2的接線端a、 b，熱電偶的兩極3、4,貴金屬導(dǎo)線5的接線端c，穿過爐體暴露在爐腔外； 第二步：先將熱電偶的兩極3、4接溫度顯示裝置，實(shí)時(shí)顯示被測(cè)試樣品的溫度； 第三步：開爐升溫，待被測(cè)樣品溫度達(dá)到需要的溫度時(shí)，如果樣品放入11、12電極之 間，則將貴金屬導(dǎo)線2、5的接線端b、c連接電阻測(cè)試儀器，讀出樣品的電阻值，然后根據(jù)樣 品的尺寸計(jì)算出樣品的電阻率；如果樣品放入貴金屬電極12、13之間，則將貴金屬導(dǎo)線1、 2接線端a、b連接電阻測(cè)試儀器，讀出樣品的電阻值，然后根據(jù)樣品的尺寸計(jì)算出樣品的電 阻率； 第四步：關(guān)爐降溫，待樣品溫度接近或達(dá)到室溫時(shí)取出高溫夾具和樣品，完成測(cè)試工 作。
【權(quán)利要求】
1. 一種適用于在高溫下測(cè)試材料電學(xué)性能的夾具，其特征在于，所述夾具包括： 至少三個(gè)平行設(shè)置的貴金屬電極（11、12、13)，相鄰的兩個(gè)貴金屬電極（11、12、13)用 于夾持待測(cè)樣品； 一端與所述貴金屬電極（11、12、13)連接的貴金屬導(dǎo)線（1、2、5),所述貴金屬導(dǎo)線（1、 2、5)的另一端連接至測(cè)試裝置以通過貴金屬電極（11、12、13)將待測(cè)樣品產(chǎn)生的測(cè)試信號(hào) 傳遞給所述測(cè)試裝置；以及 用于測(cè)量被測(cè)試材料溫度的熱電偶。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾具，其特征在于，所述貴金屬電極（11、12、13)包括第一電 極（11)、第二電極（13)和至少一個(gè)第三共用電極（12)，所述第一電極（11)和至少一個(gè)第三 共用電極（12)設(shè)置為在垂直于貴金屬電極的方向上可移動(dòng)以能夠調(diào)整各個(gè)貴金屬電極之 間的距離。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的夾具，其特征在于，所述夾具還包括圍繞與第一電極（11)連 接的第一導(dǎo)線（5)設(shè)置的保護(hù)套管（6)，所述保護(hù)套管（6)在垂直于貴金屬電極的方向上可 移動(dòng)，所述第一電極（11)設(shè)置在所述保護(hù)套管（6)的端面上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的夾具，其特征在于，所述夾具還包括具有開口的框形支架，所 述貴金屬電極（11、12、13 )朝著所述開口延伸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的夾具，其特征在于，所述夾具還包括固定在所述框形支架上 用于支撐第二電極和第三共用電極的電極支架（15)，所述電極支架（15)在垂直于貴金屬 電極的方向上延伸設(shè)置，所述第二電極（13)固定設(shè)置在所述電極支架（15)的一端，所述 電極支架還具有可滑動(dòng)容納所述第三共用電極（12)的端部的滑槽以使所述第三共用電極 (12)在垂直于貴金屬電極的方向上可移動(dòng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的夾具，其特征在于，所述夾具還包括固定在所述框形支架上 用于支撐貴金屬導(dǎo)線（1、2、5)，熱電偶和保護(hù)套管（6)的第一導(dǎo)線支架（8)，所述第一導(dǎo)線 支架（8)具有對(duì)應(yīng)于貴金屬導(dǎo)線（1、2、5)，熱電偶和保護(hù)套管（6)的多個(gè)通孔。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的夾具，其特征在于，所述夾具還包括固定在所述電極支架 (15)上的第二導(dǎo)電支架（14、16)，所述第二導(dǎo)電支架（14、16)具有對(duì)應(yīng)于熱電偶、與第二電 極（13)相連的第二導(dǎo)線（1)、和/或與第三共用電極（12)相連的第三導(dǎo)線（2)的多個(gè)通孔。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的夾具，其特征在于，所述夾具還包括彈簧（9)，所述彈簧（9)的 一端連接在第一導(dǎo)線支架（8)上，另一端連接至保護(hù)套管（6)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的夾具，其特征在于，所述貴金屬電極（11、12、13) 和/或貴金屬導(dǎo)線（1、2、5)的材質(zhì)為鉬金或銥金。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一所述的夾具，其特征在于，熱電偶為S型、B型或者材質(zhì)為 鎢錸的熱電偶。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一所述的夾具，其特征在于，所述保護(hù)套管（6)、框形支架 (7)、電極支架（15)、第一導(dǎo)線支架（8)和/或第二導(dǎo)線支架（14、16)的材質(zhì)為耐高溫絕緣 陶瓷。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的夾具，其特征在于，所述耐高溫絕緣陶瓷包括氧化鋁陶瓷 和氧化鋯陶瓷。
【文檔編號(hào)】G01R27/04GK104122448SQ201410352594
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】涂小牛, 鄭燕青, 孔海寬, 施爾畏 申請(qǐng)人:上海硅酸鹽研究所中試基地, 中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所