本發(fā)明屬于核電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種粒子輻照試樣電導(dǎo)率和電阻率的測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

核電金屬材料服役環(huán)境多為強(qiáng)輻照環(huán)境，輻照損傷是材料的主要失效機(jī)理之一，因此，在材料性能評(píng)價(jià)、材料工藝改進(jìn)和設(shè)備選材方面需要對(duì)材料的輻照性能進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)價(jià)。在輻照試驗(yàn)過程中，測(cè)試并分析材料電導(dǎo)率的變化規(guī)律是一個(gè)較常用的研究手段。

離子輻照試驗(yàn)具有試驗(yàn)成本低、周期短、輻照后試樣不帶放射性易于后續(xù)分析測(cè)試操作等優(yōu)點(diǎn)，因此，通常被用來替代傳統(tǒng)的中子輻照試驗(yàn)。但是，離子輻照試驗(yàn)的先天不足在于：離子的穿透能力相對(duì)較差(如鐵離子在高能加速器上的穿透能力一般不超過30微米)，導(dǎo)致輻照試樣(輻照過程中一般需要加熱至290℃以上高溫，因此試樣厚度至少需要1毫米以上，以確保試樣在輻照過程中不變形且便于夾持固定)僅有表面一層薄薄的區(qū)域是有效的離子輻照層，其余區(qū)域均為未經(jīng)受輻照的基體層。

現(xiàn)有測(cè)試離子輻照試樣電導(dǎo)率的常用儀器設(shè)備(如PPMS設(shè)備)僅能測(cè)試出試樣的整體電導(dǎo)率(表面離子輻照層與未經(jīng)輻照的基體層的整體導(dǎo)電率)，不能直接測(cè)試出試樣表面離子輻照層的電導(dǎo)率，上述技術(shù)限制了離子輻照試樣電導(dǎo)率的測(cè)試。

質(zhì)子輻照試驗(yàn)和離子輻照試驗(yàn)類似，也無法直接測(cè)試出試樣表面質(zhì)子輻照層的電導(dǎo)率。

有鑒于此，確有必要提供一種可直接測(cè)試出粒子輻照試樣的表面粒子輻照層的電導(dǎo)率和電阻率的測(cè)試方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可直接測(cè)試出粒子輻照試樣的表面粒子輻照層的電導(dǎo)率和電阻率的測(cè)試方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種粒子輻照試樣電導(dǎo)率的測(cè)試方法，其包括以下步驟：

1)提供粒子輻照試樣，粒子輻照試樣包括已經(jīng)受輻照的輻照層和未經(jīng)輻照的基體層；

2)將粒子輻照試樣的輻照層固定于絕緣基座中；

3)自粒子輻照試樣的基體層一側(cè)開始逐層打磨去除基體層，直至僅保留粒子輻照試樣的輻照層；以及

4)測(cè)試輻照層的電導(dǎo)率，獲得粒子輻照試樣的電導(dǎo)率。

作為本發(fā)明粒子輻照試樣電導(dǎo)率的測(cè)試方法的測(cè)試方法的一種改進(jìn)，步驟2)中，絕緣基座為環(huán)氧樹脂基座，粒子輻照試樣的輻照層通過低溫熔融固定于環(huán)氧樹脂基座上。

作為本發(fā)明粒子輻照試樣電導(dǎo)率的測(cè)試方法的測(cè)試方法的一種改進(jìn)，步驟2)中，所述環(huán)氧樹脂含有磷苯二甲酸二丁脂和雙酚A型環(huán)樹脂。

作為本發(fā)明粒子輻照試樣電導(dǎo)率的測(cè)試方法的測(cè)試方法的一種改進(jìn)，步驟2)中，所述環(huán)氧樹脂在不超過300℃的溫度下融化。

作為本發(fā)明粒子輻照試樣電導(dǎo)率的測(cè)試方法的測(cè)試方法的一種改進(jìn)，步驟3)中，打磨去除基體層時(shí)，逐漸更換高目數(shù)的砂紙并采用精細(xì)打磨方式打磨。

作為本發(fā)明粒子輻照試樣電導(dǎo)率的測(cè)試方法的測(cè)試方法的一種改進(jìn)，步驟3)中，打磨至接近輻照層時(shí)，更換的砂紙為至少1000目，最好為2000目。

作為本發(fā)明粒子輻照試樣電導(dǎo)率的測(cè)試方法的測(cè)試方法的一種改進(jìn)，步驟4)中，通過四引線法測(cè)試粒子輻照試樣的電導(dǎo)率。

作為本發(fā)明粒子輻照試樣電導(dǎo)率的測(cè)試方法的測(cè)試方法的一種改進(jìn)，所述粒子輻照試樣為離子輻照試樣或質(zhì)子輻照試樣。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種粒子輻照試樣電阻率的測(cè)試方法，其在前述測(cè)試方法的步驟4)之后，將獲得的電導(dǎo)率的倒數(shù)作為粒子輻照試樣的電阻率。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明粒子輻照試樣電導(dǎo)率和電阻率的測(cè)試方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)可直接測(cè)試出粒子輻照試樣的表面粒子輻照層的電導(dǎo)率和電阻率；2)測(cè)試精度較高，誤差非常??；3)試驗(yàn)方案較簡(jiǎn)單易行，成本低廉。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明粒子輻照試樣電導(dǎo)率和電阻率的測(cè)試方法進(jìn)行詳細(xì)說明，其中：

圖1為本發(fā)明粒子輻照試樣電導(dǎo)率的測(cè)試方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案及其技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的具體實(shí)施方式僅僅是為了解釋本發(fā)明，并非為了限定本發(fā)明。

請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明粒子輻照試樣電導(dǎo)率的測(cè)試方法包括以下步驟：

1)提供粒子輻照試樣，粒子輻照試樣包括已經(jīng)受輻照的輻照層和未經(jīng)輻照的基體層；

2)將粒子輻照試樣的輻照層固定于絕緣基座中；

3)自粒子輻照試樣的基體層一側(cè)開始逐層打磨去除基體層，直至僅保留粒子輻照試樣的輻照層；以及

4)測(cè)試輻照層的電導(dǎo)率，獲得粒子輻照試樣的電導(dǎo)率。

步驟2)中，絕緣基座為環(huán)氧樹脂基座，粒子輻照試樣的輻照層通過低溫熔融固定于環(huán)氧樹脂基座上。選擇合適的環(huán)氧樹脂基座保護(hù)與固定粒子輻照試樣表面的粒子輻照層，可確保在打磨基體層材料時(shí)，保護(hù)表面粒子輻照層材料的結(jié)構(gòu)完整性與組織不被破壞。

環(huán)氧樹脂的選擇需同時(shí)具備以下特點(diǎn)：可以在室溫下凝固，又需在不超過300℃的溫度下融化；凝固后具有較好的強(qiáng)度與一定的韌性；與金屬材料粘結(jié)后具有較好的粘附力，凝固時(shí)收縮性低，基本不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；具有較高的電絕緣性能。例如，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，環(huán)氧樹脂含有磷苯二甲酸二丁脂和雙酚A型環(huán)樹脂，環(huán)氧樹脂在不超過300℃的溫度下融化。

步驟3)中，采用類似于金相制樣的方法打磨去除基體層時(shí)，逐漸更換高目數(shù)的砂紙并采用精細(xì)打磨方式打磨。例如，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，步驟3)中，打磨至接近輻照層時(shí)，更換的砂紙為至少1000目，最好為2000目。

步驟4)中，測(cè)試輻照層的電導(dǎo)率的測(cè)試方法沒有特別的限制。例如，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以通過四引線法測(cè)試粒子輻照試樣的電導(dǎo)率。四引線法測(cè)試金屬材料的電導(dǎo)率(電阻率)的具體操作可參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT 3048.2-2007電線電纜電性能試驗(yàn)方法第二部分金屬導(dǎo)體材料電阻率測(cè)試。

需要說明的是，本發(fā)明粒子輻照試樣電導(dǎo)率的測(cè)試方法，可適用于離子輻照試樣或質(zhì)子輻照試樣。根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施方式，可直接測(cè)試粒子輻照層與背面環(huán)氧樹脂的復(fù)合體的電導(dǎo)率，由于環(huán)氧樹脂為絕緣體，因此復(fù)合體的電導(dǎo)率即為粒子輻照層的電導(dǎo)率。

由于電導(dǎo)率和電阻率成倒數(shù)關(guān)系，測(cè)出電導(dǎo)率之后可以根據(jù)倒數(shù)關(guān)系直接得出電阻率。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明還提供了一種粒子輻照試樣電阻率的測(cè)試方法，其在前述測(cè)試方法的步驟4)之后，將獲得的電導(dǎo)率的倒數(shù)作為粒子輻照試樣的電阻率。

結(jié)合以上對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述可以看出，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明粒子輻照試樣電導(dǎo)率和電阻率的測(cè)試方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)可直接測(cè)試出粒子輻照試樣的表面粒子輻照層的電導(dǎo)率和電阻率；2)測(cè)試精度較高，誤差非常??；3)試驗(yàn)方案較簡(jiǎn)單易行，成本低廉。

根據(jù)上述原理，本發(fā)明還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。